TUGAS AKHIR
ANALISIS PENGARUH STABILISASI TANAH BUTIR
HALUS DENGAN PASIR KALI KRASAK TERHADAP
KUAT GESER DAN KAPASITAS DUKUNG TANAH PADA
PONDASI DANGKAL BERDASARKAN METODE
MEYERHOF (1963)
Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogyakarta Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajad Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Sipil
Disusun Oleh :
TRI PURNOMO No. Mhs : 03 511 075
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA
2009
KATA PENGANTAR
Assalammualaikum Wr. Wb.
Puji syukur alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas limpahan Karunia-
Nya dan tidak lupa sholawat dan salam kepada junjungan Nabi Besar Muhammad
SAW, sehingga laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan judul
“ANALISIS PENGARUH STABILITAS TANAH BUTIR HALUS DENGAN
PASIR KALI KRASAK TERHADAP KUAT GESER DAN KAPASITAS
DUKUNG PADA PONDASI DANGKAL BERDASARKAN METODE
MAYERHOF (1963)”. Penyusunan laporan tugas akhir ini dilaksanakan guna
memenuhi persyaratan lulus Program Sarjana (S-1) Jurusan Teknik Sipil,
Universitas Islam Indonesia.
Ucapan dan rasa terima kasih atas segala bimbingan dan bantuan baik
moral dan materiil yang sangat berarti dari segala pihak. Untuk itu diucapkan
terima kasih sebesar-besarnya kepada yang terhormat :
1. Bapak DR. Ir. H. Ruzardi, MS, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, Universitas Islam Indonesia,
2. Bapak Ir. H. Faisol AM, MS, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia,
3. Bapak Ir. H. Ibnu Sudarmadji, MS, selaku Dosen Pembimbing,
4. Bapak DR. Ir. H. Edy Purwanto, CES, DEA, selaku Kepala Laboratorium
Mekanika Tanah, jurusan Teknik Sipil Universitas Islam Indonesia
Yogyakarta.
5. Bapak DR. Ir. H. Edy Purwanto, CES, DEA, dan Bapak A Halim Hamsar,
Ir, H, MT selaku Dosen penguji.
6. Kedua orang tua tercinta, trimakasih atas bimbingan moril dan materil
demi kelancaran studi putranya.
7. Abangku, mbak ku, keponakanku Trimakasih atas dukungannya selama
ini
8. Untuk orang yang aku cintai Reci Rakhmadasari, kamu inspirasiku untuk
terus maju menjadi yang terbaik. “Bersama kita wujutkan Cita-cita”
9. Semua pihak yang telah membantu, baik langsung maupun tidak langsung
selama praktek kerja berlangsung hingga Tugas Akhir ini selesi.
Pada akhirnya segala daya upaya dan kemampuan telah penyusun
curahkan sepenuhnya demi terselesaikannya Tugas Akhir ini, namun semua ini
tidak terlepas dari segala kekurangan yang ada. Oleh karena itu diharapkan saran
dan kritik yang sifatnya membangun demi kebaikan Tugas Akhir ini. Semoga
Tugas Akhir ini sangat bermanfaat bagi yang membacanya, serta bagi penyusun
khususnya. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya
kepada kita semua, Amin.
Wabillahitaufiqwalhidayah Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Yogyakarta 27 Februari 2009
Penyusun
ABSTRAK
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting dalam suatu bidang
pekerjaan konstruksi. Tanah yang dijumpai dilapangan sangat bervariasi dan
kualitasnya tidak selalu memenuhi persyaratan yang ditentukan untuk suatu
konstruksi bangunan diatasnya. Penelitian ini mencoba menganalisis besarnya
kuat geser tanah pasir yang distabilisasi dengan Pasir Kali Krasak yang
dilakukan dengan pengujian Geser Langsung.
Pengujian dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah, Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Sampel tanah
diambil dari Desa Kalangan, Kelurahan Pedan, Klaten, jawatengah dengan
kondisi tanah takterganggu (undistur soil). Jenis Tanah dari Kalangan, Pedan,
Klaten adalah termasuk jenis Tanah MH (tanah lanau yang elastis dengan
plastisitas tinggi). Jenis Pasir yang di gunakan adalah Pasir bersih. Nilai kuat
geser tanah diambil dari Uji Geser Langsung berdasarkan parameter kuat geser
yaitu sudut geser dalam (φ) dan kohesi (c). Variasi penambahan Pasir yaitu 5%,
10%, 15% dan 18%.
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa terjadi perubahan
parameter kuat geser dan kapasitas dukung tanah setelah tanah butir halus
dicampur dengan Pasir. Kuat geser maksimum terjadi pada campuran pasir 18%
yaitu 0,309 kg/cm2 peningkatan terhadap ni;ai kuat geser adalah 19,76%. Pada
pengujian Geser Langsung Prosentase peningkatan kuat geser maksimum pada
prosentase campuran 18% = 8,69 %, peningkatan terhadap daya dukung adalah
70,7%.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN..................................................................................
ii
KATA PENGANTAR .............................................................................................. iii
ABSTRAK ................................................................................................................ v
DAFTAR ISI ............................................................................................................ vi
DAFTAR NOTASI ................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5
2.1 Tinjauan umum…….....................................................….…....…… 5
2.2 Penelitian Tanah Lempung dengan Bahan Aditif........….…....…… 5
2.3 Penelitian mengenai penurunan gaya dukung........ ….…....…… 6
BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................... 10
3.1 Tinjauan Umum ................................................................................ 10
3.2 Identifikasi Tanah ........................................................................... 11
3.3 Sifat-sifat FisikTanah....................................................................12
3.3.1 Komponen-komponen Tanah ................................................. 12
3.3.2 Batas-batas Konsistensi Tanah Atterberg ............................. 14
3.4 Sistem Klasifikasi Tanah.................................................................... 16
3.4.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur ........................................... 16
1. Sistem klasifikasi ASHTO ............................................... 17
2. Sistem klasifikasi Unified ................................................ 19
3.5 Stabilitas Tanah .................................................................................. 22
3.6 Pasir .................................................................................................... 23
3.6.1 Pasir dan Minearal yang terkandung di dalamnya ................. 23
3.6.2 Struktur Tanah Berpasir ......................................................... 25
3.7 Kapasitas dukung tanah Teori Meyerhoff ......................................... 27
3.8 Uji Laboratorium ............................................................................... 32
3.7.1 Uji Distribusi Butiran Dan Hidrometer ................................. 32
a. Uji Distribusi Saringan ..................................................... 32
b. Uji Hidrometer ................................................................. 32
3.7.2 Uji Pemadatan (Proktor Standar) .......................................... 32
3.8 Kuat Geser Tanah Lempung ............................................................. 34
3.10 Uji Geser Langsung (DST) .............................................................. 34
BAB IV METODE PENELITIAN ....................................................................... 36
4.1 Pekerjaan Persiapan .......................................................................... 36
4.2 Pekerjaan Lapangan ........................................................................... 36
4.2.1 Sampel Tanah Asli ( Undisturbed ) .......................................... 36
4.2.2 Sampel Tanah Remolded ( disturbed)....................................... 37
4.3 Pekerjaan Laboratorium .................................................................... 37
BAB V HASIL PENELITIAN ............................................................................ 39
5.1 Tinjauan Umum ................................................................................. 39
5.2 Sifat Fisik Tanah ................................................................................ 39
5.2.1 Analisis Sarinngan dan Hidrometer Tanah Asli..................... 40
5.2.2 Pengujian Saringan Pasir ...................................................... 44
5.2.3 Pengujian Kadar Air Tanah Lempung .................................. 47
5.2.4 Pengujian Berat Volume Tanah ........................................... 48
5.2.5 Pengujian Berat Jenis Tanah (Spesific Grafitiy) .................... 49
5.2.6 Pengujian Batas-batas Konsistensi (Atterberg Limit) ............ 50
5.3 Sifat Mekanis Tanah ........................................................................ 4
5.3.1 Uji Kepadatan Tanah (Uji Proktor Standar) ......................... 54
5.3.2 Uji Geser Langsung .............................................................. 58
5.3.3 Geser Langsung Dengan Campuran Pasir.............................. 59
5.4 Analisis Kapasitas Dukung Teori Meyerhoff .................................... 63
5.4.1 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Asli.................................. 65
5.4.2 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Campur Pasir .................. 66
BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN .............................................. 70
6.1 .................................................................................................. K
lasifikasi Tanah .................................................................................... 70
6.1.1 Analisis Distribusi Butiran ...................................................... 70
6.1.2 Sistem Klasifikasi Unifield ...................................................... 70
6.1.3 Sistem Klasifikasi AASHTO ................................................... 73
6.2 Klasifikasi Pasir ............................................................................... 74
6.2.1 Analisis Klasifikasi Unifield .................................................. 74
6.2.2 Sistem Klasifikasi AASHTO ................................................. 76
6.3 Pengaruh Campuran Pasir ................................................................... 79
6.4 Nilai Kuat Geser Pada Uji Geser Langsung ........................................ 80
6.5 Nlai Kuat Dukung Pada Metode Meyerhoff (1963) ........................... 81
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 83
7.1 Kesimpulan ........................................................................................ 83
7.2 Saran ................................................................................................... 83
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 84
LAMPIRAN .............................................................................................................. 85
DAFTAR NOTASI
Va = volume udara (cm3)
Vs = volume butiran padat (cm3)
Vv = volume pori (cm3)
V = volume total (cm3)
Ws = berat butiran padat (gr)
Ww = berat air (gr)
W = berat total (gr)
γ = γb = berat volume tanah (t/m3)
γd = berat volume kering (t/m3)
γs = berat volume butiran padat (t/m3)
γw = berat volume air (t/m3)
LL = batas cair (%)
PI = indeks plastisitas (%)
PL = batas plastis (%)
A = luasan (m2)
B = lebar (m)
c = kohesi (t/m2)
Df = kedalaman pondasi (m)
Nc, Nq, Nγ = faktor kapasitas dukung tanah Meyerhof
p0 = tekanan overburden pada dasar pondasi (t/m2)
SF = Faktor aman
qa = kapasitas dukung ijin tanah (t/m2)
qu = kapasitas dukung ultimit (t/m2)
σ = tegangan normal pada bidang tanah (t/m2)
φ = sudut geser dalam tanah (°)
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Sistem Klasifikasi AASHTO ........................................................ 18
Tabel 3.2 Sistem Klasifikasi Unified ........................................................... 20
Tabel 3.3 Komposisi Mineral Quartz dan Fieldspar ..................................... 24
Tabel 3.4 Faktor Kapasitas dukung fondasi menurut Meyerhof ................... 29
Tabel 3.5 Faktor Bentuk Fondasi (Meyerhof, 1963) ..................................... 31
Tabel 5.1 Analisis Saringan Sampel I ........................................................... 40
Tabel 5.2 Analisis Saringan Sampel II .......................................................... 41
Tabel 5.3 Analisis Hidrometer Sampel I ....................................................... 41
Tabel 5.4 Analisis Hidrometer Sampel II ..................................................... 42
Tabel 5.5 Nilai rata-rata hasil uji analisa distribusi butiran sampel I,II ........ 44
Tabel 5.6 Hasil Pengujian Analisis Saringan Pasir ....................................... 45
Tabel 5.7 Prosentase Analisis Butiran........................................................... 46
Tabel 5.8 Hasil uji kadar air tanah ................................................................ 47
Tabel 5.9 Hasil Pengujian Berat Volume Tanah .......................................... 48
Tabel 5.10 Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah ............................................... 49
Tabel 5.11 Hasil Pengujian Batas Cair sampel 1 ........................................... 51
Tabel 5.12 Hasil Pengujian Batas Cair sampel 2 ............................................ 51
Tabel 5.13 Hasil Uji Batas Plastis .................................................................. 53
Tabel 5.14 Hasil Uji Batas Susut ................................................................... 53
Tabel 5.15 Nilai Hasil Uji Sifat-sifat Mekanis Tanah ..................................... 54
Tabel 5.16 Hasil Uji Proktor Standar sampel 1 ............................................... 55
Tabel 5.17 Hasil Uji Proktor Standar sampel 2 ............................................... 57
Tabel 5.18 Hasil rata-rata uji Proktor standar sampel 1 dan 2 ........................ 58
Tabel 5.19 Nilai Kuat Geser Tanah ................................................................. 61
Tabel 5.20 Faktor Kapasitas Dukung Fondasi ................................................ 64
Tabel 5.21 Prosentase Peningkatan Kapasitas Dukung Tanah ....................... 67
Tabel 5.22 Peningkatan Kapasitas Dukung Pengujian Geser Langsung ........ 69
Tabel 6.1 Klasifikasi Unified ........................................................................ 71
Tabel 6.2 Klasifikasi Tanah Pasir Unified .................................................... 75
Tabel 6.3 Prosentase Analisis Butiran........................................................... 77
Tabel 6.4 Klasifikasi Tanah Pasir Sistem AASHTO .................................... 75
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Fase Tanah ................................................................... 12
Gambar 3.2 Batas-batas Konsistensi Atterberg .............................................. 14
Gambar 3.3 Rentang ukuran partikel .............................................................. 24
Gambar 3.4 Struktur butir tunggal ................................................................... 25
Gambar 3.5 Struktur sarang lebah .................................................................. 26
Gambar 3.6 Faktor kapasitatas dukung teori Meyerhof...................................30
Gambar 3.7 Hubungan antara kadar air dengan berat volume kering tanah.....33
Gambar 3.8 Sket uji Geser Langsung..............................................................35
Gambar 4.1 Bagan Alir Penyusunan Penelitian .............................................. 38
Gambar 5.1 Grafik hasil uji analisa distribusi butiran sampel I ....................... 43
Gambar 5.2 Grafik hasil uji analisa distribusi butiran sampel II ..................... 43
Gambar 5.3 Grafik Hasil Uji Analisa Distribusi Pasir ..................................... 46
Gambar 5.4 Grafik batas cair sampel I............................................................. 51
Gambar 5.5 Grafik batas cair sampel II ........................................................... 52
Gambar 5.6 Hasil uji kepadatan tanah sampel I .............................................. 56
Gambar 5.7 Hasil uji kepadatan tanah sampel II ............................................. 57
Gambar 5.8 Kurva hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
Tanah Asli ..................................................................................... 58
Gambar 5.9 Hasil Uji Geser Langsung ............................................................ 59
Gambar 5.10 Kurva hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
Campuran Additif 5% ................................................................... 60
Gambar 5.11 Hasil Uji Geser Langsung Campuran 5% .................................. 60
Gambar 5.12 Kurva hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
Campuran Additif 10% ............................................................... 61
Gambar 5.13 Hasil Uji Geser Langsung Campuran 10% ............................... 61
Gambar 6.14 Tampang Fondasi Persegi .......................................................... 65
Gambar 6.15 Prosentase Peningkatan Kapasitas Dukung Tanah Metode
Meyerhof ................................................................................... 69
Gambar 6.1 Klasifikasi tanah berdasarkan sistem unified ............................. 72
Gambar 6.2 Grafik plastisitas sistem klasifikasi AASHTO ............................ 73
Gambar 6.3 Hubungan antara Sudut Gesek Dalam dengan prosentase
penambahan pasir yang berbeda pada Uji Geser Langsung. ...... 79
Gambar 6.4 Hubungan antara Kohesi dengan prosentase penambahan pasir yang
berbeda pada Uji Geser Langsung……………………………... 80
Gambar 6.5 Hubungan antara Tegangan Geser dengan Persentase Campuran
Pasir pada Uji Geser Langsung………………………………………
81
Gambar 6.3 Hubungan antara Kuat Dukung dengan Persentase Campuran Pasir
pada Metode Meyerhoff (1963)……………………………….. 82
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Uji Kadar Air Tanah
Lampiran 2 Hasil Uji Berat Volume Tanah
Lampiran 3 Hasil Uji Berat Jenis Tanah
Lampiran 4 Hasil Uji Batas Susut Tanah
Lampiran 5 Hasil Uji Batas Cair Tanah
Lampiran 6 Hasil Uji Analisis Saringan
Lampiran 7 Hasil Uji Analisis Saringan Pasir
Lampiran 8 Hasil Uji Proktor Standar
Lampiran 9 Hasil Uji Geser Langsung Tanah Asli
Lampiran 11 Hasil Uji Geser Langsung Dengan Campuran Pasir 5%
Lampiran 12 Hasil Uji Geser Langsung Dengan Campuran Pasir 10%
Lampiran 13 Hasil Uji Geser Langsung Dengan Campuran Pasir 15%
Lampiran 14 Hasil Uji Geser Langsung Dengan Campuran Pasir 18%
Lampiran 15 Kapasitas Dukung Tanah Uji Geser Langsung Dengan Metode
Meyerhof (1963)
Lampiran 16 Surat Pernyataan Bebas Plagiatisme
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam pandangan teknik sipil, tanah adalah himpunan mineral, bahan
organik, dan endapan yang relative lepas (loose), yang terletak diatas batuan
dasar. Secara umum tanah di definisikan sebagai material yang terdiri dari agregat
mineral-mineral padat yang tidak tersementasi. Tanah berguna sebagai bahan
bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil disamping itu tanah juga
sebagai pendukung dari bangunan. Ada berbagai jenis tanah yang masing-masing
mempunyai karakteristik dan bentuk yang berbeda-beda, dari yang mempunyai
daya dukung terhadap pondasi rendah sampai yang mempunyai daya dukung
tinggi. (Sumber : Hary Christady H., 1992 )
Istilah pasir, lempung lanau atau lumpur digunakan untuk menggambarkan
ukuran partikel pada batas ukuran butiran yang telah ditentukan. Akan tetapi,
istilah yang sama juga digunakan untuk menggambarkan sifat tanah yang khusus,
sebagai contoh lempung. Lempung adalah jenis tanah yang bersifat kohesif dan
plastis, sedang pasir digambarkan sebagai tanah yang tidak kohesif dan tidak
plastis. (Sumber : Hary Christady H., 1992 )
Kebanyakan jenis tanah terdiri dari banyak campuran atau lebih dari satu
macam partikel. Tanah lempung belum tentu terdiri dari partikel lempung saja,
akan tetapi dapat bercampur dengan butiran-butiran ukuran lanau maupun pasir
dan mungkin juga terdapat campuran bahan organik. Dalam hal ini tanah lempung
mempunyai tingkat plastisitas yang tinggi sehingga menyebabkan daya dukung
tanah terhadap pondasi rendah. Sebagai mana yang terjadi pada pemukiman
penduduk yang terletak diatas tanah lempung, tiap tahunnya pondasi mengalami
penurunan, pondasi yang biasa dipakai penduduk adalah pondasi dangkal karena
paling ekonomis. Salah satu kendala pondasi jenis ini adalah rentan terhadap
penurunan berlebih (excessive settlement), terutama jika pondasi terletak diatas
deposit lempung yang kompressibel. Proses penurunan pondasi diakibatkan oleh
terkompresinya lapisan tanah dibawah pondasi akibat beban struktur. (Sumber :
Bowles E.J, 1986 )
Ada berbagai cara dalam meningkatkan kapasitas dukung tanah lempung
atau juga bisa disebut tanah butir halus yaitu dengan cara pemadatan dan cara
penambahan bahan aditif pada tanah. Dalam tugas akhir ini menggunakan cara
penambahan aditif, bahan aditif yang digunakan adalah pasir. Alasan
menggunakan pasir selain mudah ditemukan dan ekonomis sebagai bahan aditif,
Dengan menambahkan pasir sebagai bahan aditif diharapkan dapat meningkatkan
stabilitas dan kuat dukung tanah.
Di dalam penelitian ini akan digunakan aditif berupa pasir yang diperoleh
dari kali Krasak Sleman Yogyakarta.
Dalam hal ini akan dicoba topik dalam penelitian tugas akhir dengan
judul:
”Analisis Pengaruh Stabilisasi Tanah Berbutir Halus Dengan Pasir
Kali Krasak Terhadap Kuat Geser Dan Kapasitas Dukung Tanah Pada
Pondasi Dangkal Berdasarkan Metode Meyerhoff (1963)”
1.2 Rumusan Masalah
Dari penjelasan latar belakang diatas dapat diambil Rumusan Masalah
adalah.
Bagaimana perubahan parameter kuat geser sampel Tanah lempung
setelah dicampur dengan Pasir Kali Krasak?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui klasifikasi tanah berdasarkan sifat fisik dan mekanis tanah
butir halus yang berasal dari Desa Kalangan Kelurahan Pedan Klaten
Profinsi Jawa Tengah.
2. Mengetahui nilai kuat geser dan kapasitas dukung tanah butir halus
tanpa campuran dan dengan campuran pasir berdasarkan metode
Meyerhoff (1963).
1.4 Batasan Masalah
1. Sampel tanah yang digunakan untuk penelitian yaitu tanah butir halus
dari Desa Kalangan Kelurahan Pedan Klaten Propinsi Jawa tengah.
2. Pasir yang digunakan adalah pasir kali Krasak yang berasal dari daerah
Sleman Yogyakarta.
3. Penelitian hanya terbatas pada sifat fisik dan mekanis tanah butir halus
tidak menganalisis unsur kimia tanah.
4. Pengambilan sampel dilakukan dalam kondisi asli atau tidak terganggu
(undisturbed) dan remolded (disturbed).
5. Uji yang dilakukan adalah Uji Distribusi Saringan dan Hidrometer Uji,
Uji Saringan Butiran Pasir, Uji Kadar Air Tanah Lempung, Uji Berat
Volume Tanah, Uji Berat Jenis Tanah, Uji Batas konsistensi, Uji
Batas Plastis, Uji Batas Susut, Proktor Standar, Uji Geser langsung,
6. Penambahan variasi bahan stabilisator terhadap berat kering tanah
menggunakan prosentase 5%, 10%, 15%, dan 18 %
7. Faktor-faktor untuk kuat geser dan kapasitas dukung pada metode
Meyerhof (1963) :
a) Bentuk pondasi bujur sangkar.
b) Kedalaman pondasi ( Df ) = 1,25 m.
c) Dasar pondasi horisontal ( ά = 0 )
d) Permukaan tanah horisontal ( β = 0 )
e) Beban ( P ) Vertikal ( γ = 0 )
8. Lebar pondasi ( B ) di prediksi = 1,25 m
Dengan SF = 3.
9. Penurunan tanah tidak diperhitungkan.
10. Muka air tanah jauh dari muka tanah.
11. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan
Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas
Islam Indonesia, Yogyakarta.
1.5 Manfaat Penelitian
1 Hasil penelitian diharapkan dapat diketahui adanya peningkatan
kapasitas dukung tanah butir halus setelah distabilisasi dengan pasir.
2 Diharapkan dapat menambah pengetahuan yang bermanfaat bagi
pembaca mengenai stabilisasi tanah menggunakan pasir.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum
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 dan dari bahan-bahan yang telah
melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi
ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut (Braja M
Das.,1988).
Tanah secara alamiah merupakan material yang rumit dan sangat beragam
dengan variasi yang cukup besar. Tanah lempung adalah jenis tanah yang bersifat
kohesif yaitu bila partikel-partikelnya saling melekat setelah dibasahi kemudian
dikeringkan dan diperlukan gaya yang cukup besar untuk meremas tanah tersebut.
Ini tidak termasuk tanah yang partikel-partikelnya saling melekat ketika dibasahi
akibat tegangan permukaan serta bersifat plastis dalam selang kadar air sedang
sampai luas. Dalam keadaan kering sangat keras dan tak mudah terkelupas hanya
dengan jari tangan, maka lempung mempunyai permeabilitas yang sangat rendah.
(Braja M Das.,1988).
2.2 Penelitian Tanah Lempung Dengan Menggunakan Bahan Aditif
1. Judul : Analisis Pengaruh Stabilsasi Tanah Butir Halus Dengan
Campuran Serbuk Limbah Keramik Terhadap Aplikasi Kuat Dukung
Uji Triaksial UU Dengan Metode Ohsaki Pada Fondasi Dangkal.
Hasil Penelitian :
1. Berdasarkan hasil pengujian Triaksial tipe UU didapat kuat dukung
maksimum pada campuran serbuk limbah keramik 5 % dan lama
pemeraman 14 hari dengan peningkatan sebesar 908,89 % dari
tanah undisturbed. Dari hasil analisis kuat dukung metode Ohsaki
berdasarkan ϕ dan c dari pengujian Triaksial tipe UU didapat kuat
dukung (qu) maksimum pada campuran serbuk limbah keramik 5
% dan lama pemeraman 14 hari dengan peningkatan 580,59 % dari
tanah undisturbed. Dari hasil pengujian dan hasil analisis diatas
dapat disimpulkan bahwa campuran bahan stabilisasi serbuk
limbah keramik dapat meningkatkan kuat dukung tanah Desa
Ngawen, Kecamatan Muntilan, Kabupaten Magelang, Jawa
Tengah.
2. Judul : Studi Eksperimental Pengaruh Pencampuran Portland
Cement Pada Tanah Dasar Terhadap Dimensi Pondasi Berdasarkan
Kuat Dukung Metode Terzaghi.
Hasil Penelitian :
1. Hasil dari pengujian proctor standar didapat berat volume kering
(γd) sebesar 1,548 gr/cm3 dengan kadar air optimum (wopt) 22,84
%, dan pengujian Triaksial UU didapatkan sudut geser dalam (ϕ)
sebesar 11,05 0 serta kohesi (c) 1,975 t/m2.
2. Kuat dukung tanah cenderung semakin besar, setelah dicampur
bahan aditif semen. Kuat dukung tanah maksimum terjadi pada
pencampuran 8 % semen dengan pemeraman 7 hari yaitu sbesar
1555,482 t/m2 dari 36,149 t/m2 kuat dukung tanah asli atausebesar
97,98 %.
3. Tanah yang sudah distabilisasi memiliki luasan yang semakin
kecil, demikian juga terhadap pemeraman tidak begitu berpengaruh
teapi kuat dukung tanah untuk pondasi sangat besar pengaruhnya.
2.3 Penelitian Mengenai Penurunan dan Daya Dukung
1. Judul : Studi Pengaruh Stabilisasi Tanah Butir Halus Dengan
Serbuk Limbah Gypsum Terhadap Penurunan Dan Kuat Dukung
Tanah Berdasarkan Metode Terzaghi.
Hasil Penelitian :
1. Dari hasil uji Konsolidasi pada sampel tanah asli diperoleh
penurunan angka pori sebesar 50,20 % dari angka pori sebelum
pengujian sebesar 0,982 menjadi 0,489 pada akhir pengujian. Nilai
Cc total adalah 0,2763 jumlah nilai Cv total dari awal sampai akhir
pembebanan adalah 0,0031144 cm2/detik.
2. Dari hasil uji Konsolidasi pada sampel tanah asli + 9 % serbuk
limbah gypsum dengan pemeraman 10 hari diperoleh penurunan
angka pori sebesar 21,257 % dari angka pori sebelum pengujian
sebesar 1,002 menjadi 0,789 pada akhir pengujian. Nilai Cc total
adalah 0,1179. Nilai tersebut sedikit lebih kecil dari nilai Cc total
pada sampel tanah asli. Jumlah nilai Cv total dari awal hingga
akhir pembebanan adalah 0,00070874 cm2/detik, Nilai tersebut
juga lebih kecil dari nilai Cv total pada sampel tanah asli. Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa dengan variasi 9 % serbuk
limbah gypsum dengan pemeraman 10 hari dapat bersifat menahan
sifat mampat tanah dan menahan lajunya kecepatan penurunan
pada tanah.
3. Dari hasil uji Kuat Tekan Bebas cenderung semakin besar, setelah
dicampur bahan aditif serbuk limbah gypsum. Kuat tekan tanah
maksimum terjadi pada pencampuran 9 % serbuk limbah gypsum
dengan pemeraman 10 hari yaitu sebesar 4,05533 kg/cm2 dari
0,21207 kg/cm2 kuat tekan tanah asli atau sebesar 94,77 %.
4. Dari hasil uji Kapasitas Dukung tanah dengan metode Terzaghi
cenderung semakin besar, setelah dicampur bahan aditif serbuk
limbah gypsum. Kuat tekan tanah maksimum terjadi pada
pencampuran 9 % serbuk limbah gypsum dengan pemeraman 10
hari yaitu sebesar 1023,904 t/m2 dari 15,785 t/m2 kuat dukung
tanah asli atau sebesar 98,458 %.
2. Judul : Studi Eksperimental Campuran Tanah Berbutir Halus
Dengan Kapur dan Abu Tempurung Kelapa Terhadap Penurunan Serta
Kuat Dukung Tanah Berdasarkan Metode Ohsaki.
Hasil Penelitian :
1. Kuat dukung tanah maksimum pada uji Tekan Bebas terjadi pada
pencampuran 7% dengan pemeraman 10 hari sebesar qa =
2404,198 t/m2 dari 54,194 t/m2 kuat dukung tanah asli, dengan
sudut geser dalam sebesar 500 serta kohesi (c) 1,229kg/cm2.
2. Dari pengujian Konsolidasi padatanah asli didapatkan indeks
pemampatan total (Cc total) sebesar 0,18435 dan Sc sebesar 0,3437
cm.
Dari pengujian Konsolidasi yang dilakukan pada variasi 11 %
pemeraman 10 hari didapatkan penurunan Sc = 0,1160065 cm
terlihat bahwa terjadi perubahan penurunan sebesar 66,24 %.
Selanjutnya dari Indeks pemempatan total (Cc) didapatkan nilai
sebesar 0,047465.
3. Judul : Analisis Penurunan Konsolidasi Tanah Butir Halus
Dengan Campuran Serbuk Koral Laut Putih dan Kapasitas Dukung
Metode Brinch Hansen (1970)
Hasil Penelitian :
1. Dari hasil uji Konsolidasi pada sampel tanah asli diperoleh
penurunan angka pori sebesar 20,744% dari angka pori sebelum
pengujian sebesar 1,263 menjadi 1,001 pada akhir pengujian. Nilai
Cc total adalah 0,175. Sedangkan untuk nilai penurunan tanah asli
sebesar 0,162 cm. Hasil uji Konsolidasi pada sampel tanah asli +
bahan aditif didapatkan penurunan yang terkecil yaitu pada
pencampuran tanah asli dengan bahan aditif sebesar 10% pada
pemeraman 9 hari diperoleh penurunan angka pori sebesar 3,799%
dari angka pori sebelum pengujian sebesar 0,737 menjadi 0,709
pada akhir pengujian. Nilai Cc total adalah 0,018. Sedangkan nilai
penurunannya sebesar 0,022 cm, nilai ini jauh lebih kecil 86,42%
dari nilai penurunan tanah asli. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa dengan variasi 10% serbuk koral laut putih
dengan pemeraman 9 hari dapat bersifat menahan sifat mampat
tanah dan menahan lajunya kecepatan penurunan pada tanah.
2. Dari hasil uji Kapasitas Dukung tanah dengan metode Brinch
Hansen cenderung semakin besar, setelah dicampur bahan aditif
serbuk koral laut putih. Kuat tekan tanah maksimum terjadi pada
pencampuran 10 % serbuk koral laut dengan pemeraman 9 hari
yaitu sebesar 2172,199 t/m2 dari 70,090 t/m2 kuat dukung tanah
asli atau sebesar 2999,167 %.
Komentar: Stabilitas tanah dapat dilakukan dengan penambahan aditif kedalam
tanah, banyak sekali aditif yang dapat di gunakan seperti contoh
diatas (serbuk kerang putih,serbuk keramik, PC, dll). Pada
penelitian ini saya mencoba memakai aditif berupa pasir. Alasan
kenapa saya memelih pasir untuk bahan stabilisasi karena pasir
hampir terdapat diseluruh daerah Indonesia. Selain mudah didapat
pasir juga murah dari segi ekonomi. Penelitian ini hanya untuk
mengetahui kapasitas dukung tanah dengan mencari kuat geser
tanah. Pengujian yang dipakai adalah Uji Geser Langsung,
sedangkan metode yang dipakai adalah Meyerhoff (1963).
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 Tinjauan Umum
Tanah berbutir halus atau biasa disebut dengan tanah lempung maupun
lanau memiliki sifat kohesi, plastis, tidak memperlihakan sifat dilatasi, dan tidak
mengandung jumlah bahan kasar yang tidak berarti. Fraksi butiran lempung
menunjukkan bagian berat dari butir-butir dari tanah yang lebih halus dari 0,002
mm (Sumber : Wesley, L.D., 1977).
Partikel lempung dapat berbentuk seperti lembaran yang mempunyai
permukaan khusus. Karena itu tanah lempung mempunyai sifat sangat
dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan. Umumnya, terdapat kira-kira 15 macam
mineral yang diklasifikasikan sebagai mineral lempung (Kerr, 1959). Diantaranya
terdiri dari kelompok-kelompok : montmorrillonite, illite, kaolinite, dan
polygorskite. (Sumber : Hary Christady H., 1995).
Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau atau lempung digunakan untuk
membedakan jenis-jenis tanah berdasarkan ukuran dan tingkat plastisitas tanah.
Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis
tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material
campurannya, kemudian dipakai sebagai nama tambahan di belakang material
unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang
mengandung lanau, dengan material utamanya adalah lempung dan seterusnya.
(Sumber : Hary Christady H., 1994)
Pada percobaan pemadatan tanah dapat diketahui berapa prosentase kadar
air yang diperlukan untuk mencapai kepadatan maksimum sehingga pada
kepadatan tersebut tercapai kekuatan tanah yang maksimum. Kadar air dalam
keadaan tersebut adalah kadar air optimum. Hal ini dapat diketahui dengan
melakukan penambahan air secara bertahap sesuai dengan yang diinginkan untuk
mengetahui besarnya kadar air optimum. Pada kadar air optimum tersebut
mengakibatkan angka pori dan porositas menjadi optimum. (Sosrodarsono, S,
1990).
Pengujian diatas berkaitan dengan salah satu fungsi atau peranan utama
dari tanah yaitu tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan karena
mengingat hampir semua bangunaan itu dibuat diatas atau dibawah permukaan
tanah, maka harus dibuatkan pondasi yang dapat memikul beban bangunan itu
atau gaya yang bekerja pada bangunan tersebut. Akibat dari gaya yang bekerja
pada bangunan tersebut maka hal yang tidak dapat dihindari adalah terjadinya
penurunan. Dalam hal ini, untuk meningkatkan kapasitas dukung tanah dan
mengurangi terjadiya penurunan ada salah satu alternatif yang bisa dilakukan
yaitu dengan menambahkan bahan aditif kedalam tanah lempung. Bahan aditif
yang digunakan dalam penelitian ini adalah Pasir.
3.2 Identifikasi Tanah
Ukuran butiran tanah sangat bervariasi. Untuk menggambarkan tanah
berdasarkan ukuran partikel penyusunnya, beberapa organisasi telah
mengembangkan batasan-batasan ukuran butiran jenis tanah. Tanah butiran kasar
dapat diidentifikasi berdasarkan ukuran butiran. Menurut MIT nomenclature,
butiran-butiran yang berdiameter lebih besar dari 2 mm, diklasifikasikan sebagai
kerikil. Jika butiran dapat dilihat oleh mata, tetapi ukurannya kurang dari 2 mm,
disebut pasir. Tanah pasir disebut juga pasir kasar jika diameternya antara 0,6 -
0,2 mm, dan pasir halus bila diameternya antara 0,2 – 0,06 mm.
Pengklasifikasian tanah berdasarkan ukuran butiran tanah pada
kenyataannya tidak selalu menunjukkan sifat-sifat fisik tanah, karena selain
dipengaruhi oleh distribusi butiran tanah juga dipengaruhi oleh jenis mineralnya.
Misalnya kandungan mineral lempung akan mempengaruhi sifat plastis dan
kohesi tanah. Sehingga diperlukan sistem klasifikasi tanah berdasarkan ukuran
butiran dan keplastisan tanah.
3.3 Sifat-sifat Fisik Tanah
3.3.1 Komponen-komponen Tanah
Tanah terdiri dari tiga komponen yaitu : udara, air dan bahan padat
(butiran). Udara dianggap tidak memepunyai pengaruh teknis, sedang air sangat
mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian
atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga air tersebut terisi air
seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi oleh udara
dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian. Tanah kering adalah tanah yang tidak
mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol.
Hubungan-hubungan antara kadar air, angka pori, porositas, berat volume,
dan lain-lainnya sangat diperlukan dalam praktek. Gambar 3.1 memperlihatkan
diagram fase tanah beserta komponen-komponennya.
butiran
air
udaraWa = 0
Ww
Ws Vs
Vw
Va
Vv
Berat VolumeBerat Volume
(W) (V)
(a) (b)
Gambar 3.1 Diagram fase tanah (Hary C, Mekanika Tanah,1992)
Dimana :
V = Volume/Isi (cm3) = Vv + Vs
Vv = Volume/Isi pori (cm3) = Va + Vw
Va = Volume/Isi udara (cm3)
Vw = Volume/Isi air (cm3)
Vs = Volume/Isi butiran (cm3)
W = Berat tanah (gr) = Ws + Ww + Wa = Ws + Wa
Wa = Berat udara = 0
Ww = Berat air (gr)
Ws = Berat butiran (gr)
Dari gambar diatas menghasilkan persamaan berat dan volume sebagai
berikut :
Kadar air (w) adalah perbandingan antara berat air dan berat butiran yaitu :
…………………………………………………(3.1)
Berat volume kering (γd) adalah perbandingan antara berat partikel padat (buiran)
dengan volume, yaitu :
(gr/cm3) ….…………………...…………………(3.2)
Berat volume basah (γb) adalah perbandingan antara berat butiran dan berat air
dengan volume, yaitu :
(gr/cm3) …….………………………………...…(3.3)
Berat volume butiran (γs) adalah perbandingan antara berat butiran padat dengan
volume butiran padat, yaitu :
(gr/cm3) .…………………………………..…….(3.4)
Berat jenis atau berat spesifik (Gs) adalah perbandingan antara berat volume
butiran padat dengan berat volume air, yaitu :
……………………………………………..….(3.5)
……………………………………..….(3.6)
3.3.2 Batas-batas Konsistensi Tanah Atterberg
Atterberg pada tahun 1911 di atas telah berhasil mengembangkan suatu
metoda untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus
dengan pertimbangan pada kadar air yang bervariasi. Kedudukan kadar air transisi
bervariasi pada berbagai jenis tanah. Kedudukan fisik tanah berbutir halus pada
air tertentu disebut konsistensi. Bila kadar air tinggi, campuran tanah dan air
menjadi sangat lembek seperti cairan. Atas dasar air yang dikandung tanah, tanah
dapat dibedakan menjadi empat keadaan dasar yaitu: padat, semi padat, plastis
dan cair. Nilai kadar air yang digunakan dinyatakan dalam persen. Dalam
pengujiannya untuk batas cair menggunakan alat yang dinamakan Atterberg,
untuk batas susut menggunakan cawan yang terbuat dari logam, yang kemudian
diukur seberapa besar susut tanah dengan menggunakan air raksa. Pengujian batas
plastis cukup dengan menggiling-giling tanah diatas permukaan yang rata sampai
mencapai retak-retak.
basah makin kering kering
Keadaan Cair Keadaan Plastis Keadaan Semi Plastis Keadaan Padat
(Liquid) (Plastic) (Semi Plastic) (Solid)
Batas Cair Batas Plastis Batas Susut
(Liquid Limit) (Plastic Limit) (Shrinkage Limit)
Gambar 3.2 Batas-batas Konsistensi Atterberg ( Wesley LD, Mekanika tanah,
1977).
Batas-batas konsistensi yang telah dikembangkan oleh Atterberg adalah sebagai
berikut :
1. Batas Cair / Liquid Limit (LL)
Batas Cair adalah keadaan dimana kadar air pada kondisi ketika tanah
mulai berubah dari plastis menjadi cair atau sebaliknya yaitu batas antara
keadaan cair dan keadaan plastis. Pada keadaan ini, butiran-butiran akan
tersebar dan didukung oleh air. Jika kadar air berkurang, misalnya akibat
dikeringkan, perubahan volume yang terjadi adalah akibat berkurangnya
air. Jadi hilangnya kandungan air sama dengan pengurangan volume.
2. Batas Plastis / Plastic Limit (PL)
Batas Plastis adalah keadaan dimana kadar air pada kedudukan antara
daerah plastis dan semi plastis, yaitu prosentase kadar air pada saat tanah
mulai retak, sebagai contoh tanah dengan diameter 3,2 mm mulai retak-
retak ketika digulung. Pada keadaan ini, tanah lempung berubah warnanya.
Batas plastis dinyatakan dalam persamaan berikut :
.................................................(3.7)
PL = batas plastis tanah.
wp = berat tanah basah kondisi plastis.
wk = berat tanah kering.
3. Batas Susut / Shrinkage Limit (SL)
Batas Susut adalah keadaan dimana kadar air pada kedudukan antara
daerah semi padat dan padat, yaitu prosentase kadar air dimana
pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume
tanah.
Batas susut tanah dinyatakan dalam persamaan berikut :
SL …………………………….…(3.8)
SL = batas susut tanah.
V0 = volume benda uji kering.
W0 = berat benda uji kering.
GS = berat jenis tanah.
4. Indeks Plastisitas / Plasticity Index (PI)
Indeks Plastisitas adalah selisih antara batas cair dan batas batas plastis.
Indeks plastisitas menyatakan kadar air dimana tanah tetap dalam kondisi
plastis, dan juga menyatakan jumlah relative partikel lempung dalam
tanah. Jika PI tinggi, maka tanah banyak mengandung lempung. Jika PI
rendah, hal ini terdapat pada kebanyakan tanah lanau, sedikit pengurangan
kadar air mengakibatkan tanah menjadi kering. Sebaliknya, bila kadar air
sedikit bertambah, tanah menjadi cair.
Indeks plastisitas dimnyatakan dalam persamaan berikut :
PI = LL – PL …………………………………………..……(3.9)
PI = Indeks Plastisitas.
LL = batas cair.
PL = batas plastis.
3.4 Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem Klasifikasi Tanah adalah sistem pengaturan beberapa jenis tanah
yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-
kelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sebagian
besar sistem klasifikasi tanah yang telah dikembangkan untuk tujuan rekayasa
didasarkan pada sifat-sifat indeks tanah yang sederhana seperti distribusi ukuran
butiran dan plastisitas.
3.4.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur adalah relative sederhana
karena hanya didasarkan pada distribusi ukuran butiran tanah saja. Dalam
kenyataannya, jumlah dan jenis dari mineral lempung yang dikandung oleh tanah
sangat mempengaruhi sifat fisik tanah yang bersangkutan, karena itu perlu untuk
memperhatikan sifat plastisitas tanah, yang disebabkan adanya kandungan mineral
lempung, agar dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah.
1. Sistem Klasifikasi AASHTO
Sistem klasifikasi ini dikembangkan dalam tahun 1929 sebagai Public
Road Administration System. Pada sistem ini, tanah diklasifikasikan
menjadi tujuh kelompok besar, yaitu A-1 sampai A-7. Tanah yang
diklasifikasikan A-1 sampai A-3 adalah tanah berbutir, sedangkan untuk
A-4 sampai A-7 adalah tanah lanau – lempung. Sistem ini didasarkan pada
kriteria dibawah ini .
a. Ukuran butir
Kerikil : bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter 75 mm (3
in) dan yang tertahan pada ayakan No. 200 (2 mm).
Pasir : bagian tanah yang lolos ayakan No. 10 (2 mm) dan yang
tertahan pada ayakan No. 200 (0,075 mm).
Lanau dan lempung : bagian tanah yang lolos ayakan No. 200
b. Plasisitas :
Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah
mempunyai indeks plastisitas [plasticity index (PI)] sebesar 10 atau
kurang. Nama berlempung dipakai bilamana bagian-bagian yang
halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 11 atau lebih.
c. Apabila batuan ( ukuran lebih besar dari 75 mm) ditemukan didalam
contoh tanah yang akan ditentuka klasifikasi tanahnya, maka batuan-
batuan tersebut harus dikeluarkan erlebih dahulu. Tetapi, persentase
dari batuan yang dikeluarkan tersebut harus dicatat.
Tabel 3.1 Sistem Klasifikasi AASHTO (Braja M Das, 1995).
Untuk A-7-5, PL>30
Untuk A-7-6, PL< 30
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
A -2 -7A -7 -5
A -7 -6
A -2 -6A -6
A -2 -4A -4
A -2 -5A -5
B A T A S C A IR (% )
IND
EX
PLA
STI
SIT
AS
(%)
Gambar 3.3 Rentang (Range) dari batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI)
Untuk tanah dalam kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, A-7
Indeks kelompok dihitung dengan memakai persamaan (Braja M Das,
1995)
GI = (F – 35)[0,2 + 0,005(LL – 40)] + 0,001(F – 15)(PI – 10)
Dimana :
GI = Indeks Kelompok
F = Persentase butir yang lolos saringan No. 200
LL = batas cair
PI = Indeks Plastisitas
1. Sistem Klasifikasi Unified
Sistem ini pada mulanya diperkenalkan oleh Casagrande dalam tahun
1942 untuk diperkenalkan padapekerjaan pembuatan lapangan terbang
yang dilaksanakan oleh The Army Corps of Enggineers selama Perang
Dunia II dan disempurnakan pada tahun 1952. Sistem ini
mengelompokkan tanah ke dalam dua kelompok besar, yaitu :
1. Tanah berbutir-kasar (coarse-grained-soil), yaitu : tanah kerikil
dan pasir dimana kurang dari 50 % berat total contoh tanah lolos
ayakan No. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dari huruf G
atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil, dan S
adalah untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.
2. Tanah berbutir-halus (fine-grained-soil), yaitu : tanah dimana lebih
dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan No.200. Simbol
dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt)
anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk lanau-
organaik dan lempung-organik. Simbol Pt digunakan untuk tanah
gambut (peat), dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang
tinggi.
Simbol-simbol lain yang digunakan untuk klasifikasi USCS adalah : W = well graded (tanah bergradasi baik) P = poorly graded (tanah bergradasi buruk) L = low plasticity (plastisitas rendah) (LL < 50) H = high plasticity (plastisitas tinggi) (LL > 50
Tabel 3.2 Sistem Klasifikasi Unified (1992)
Lanjutan dari Tabel 3.4
Lanjutan Tabel 3.2
Dari Tabel 3.2 diatas dapat ditentukan jenis tanah yang diteliti yaitu
dengan memplotkan hasil dari uji analisa saringan kedalam Tabel 3.2 damn nilai
batas – batas konsistensi kedalam grafik dalam Tabel 3.2. Dimana dalam grafik
tersebut bias menentukan jenis tanah berdasarkan besar nilai batas cair dan nilai
indeks plastisitas kemudian ditarik garis, dari pertemuan antara kedua garis itulah
bisa didapatkan jenis tanahnya.
0
10
20
30
40
50
60
70
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100BATAS CAIR
IND
EX P
LAS
TIS
ITAS
Bagian PlastisitasUntuk klasifikasi tanah berbutir-halusdan fraksi halus dari tanah berbutir-kasarBatas Atterberg yang digambarkan dibawah yang diarsir merupakan klasi-fikasi batas yang membutuhkan sim-bol gandaPersamaan garis API = 0,73(LL - 20)
CH
CL
ML& OL
MH&OH
CL - ML
garis A
3.5 Stabilisasi Tanah
Tanah mempunyai sifat sangat lepas, dan mempunyai indeks konsistensi
yang tidak sesuai, serta permeabiliatas yang tinggi yang tidak diinginkan di
lapangan, oleh karena itu perlu pengolahan kembali agar bisa digunakan sebagai
pendukung konstruksi, yaitu dengan cara stabilisasi. Tujuan dari stabilisasi sendiri
adalah :
1. Menambah kerapatan tanah.
2. Menambah material yang tidak aktif sehingga mempertinggi kohesi dan
atau tahanan geser yang timbul.
3. Menambah material unuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi
dan sifat fisis dari material tanah.
4. Menurunkan muka air (drainase tanah).
5. Mengurangi permeabilitas.
Terdapat tiga macam untuk melakukan stabilisasi tanah, yaitu stabilisasi mekanik,
stabilisasi fisik (termal) dan stabilisasi kimia. Untuk penjelasan tentang cara
stabilisasi adalah sebagai berikut :
1. Stabilisasi Mekanis
Stabilisasi Mekanis merupakan upaya unuk pengaturan gradasi tanah
secara proporsional yang diikuti dengan proses pemadatan untuk
mendapatkan kepadatan tanah yang maksimum. Pemadatan dapat
dilakukan dengan berbagai cara yaitu dengan mesin gilas (roller), benda
berat yang dijatuhkan (pounded), ledakan (eksplosif), tekanan statis ,
tekstur dan sebagainya. Stabilitas mekanis dilakukan tanpa perubahan
material baru. Metode ini meningkatkan kekuatan tanah, mengurangi
komprebilitas tanah, dan mengurangi pemeabilitas tanah.
2. Stabilisasi Termal
Stabilisasi Termal adalah suatu car/ upaya untuk mengubah sifat-sifat fisik
tanah dengan memanfaatkan reaksi-reaksi tanah, misalnya pemanasan
(heating), pendinginan (Cooling), dan menggunakan arus listrik. Salah
satu jenis stabilisasi fisik yang sering digunakan adalah pemanasan
(heating).
3. Stabilisasi Kimia/bahan aditif
Stabilisasi Kimia adalah stanilisasi dengan member bahan kimia padatanah
sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan sifat-sifat dari tanah
tersebut.
3.6 Pasir
3.6.1 Pasir dan Mineral yang Terkandung di Dalamnya
Pasir (sand) adalah partikel batuan yang berukuran 0.074 mm sampai
dengan 5 mm. berkisar dari kasar (3mm sampai 5mm) dan halus (<1mm). Jenis
tanah yang termasuk tipe pasir atau kerikil (disebut juga tanah berbutir kasar) jika,
setelah kerakal atau berangkalnya disingkirkan, lebih dari 65% material tersebut
berukuran pasir dan kerikil (Craig 1974). Secara visual, tanah pasir dapat
ditentukan melalui teksturnya, dan dengan berdasarkan penampilan tekstur ini
pula tanah pasir lebih mudah untuk diklasifikasikan. Pasir dan kerikil dapat dibagi
lagi menjadi fraksi-fraksi kasar, medium, dan halus, seperti didefinisikan dalam
Gambar 3.4. Pasir dan kerikil dapat dideskripsikan sebagai yang bergradasi baik,
bergradasi buruk, bergradasi seragam atau bergradasi timpang (gap graded).
LempungLanau Pasir Kerikil
cobbles Boulders
0,0010,002 0,006
0,010,02 0,06
0,10,2 0,6
Halus Medium Kasar Halus Medium Kasar Halus Medium Kasar
162 20 60 200
Ukuran Partikel Gambar 3.4 Rentang ukuran partikel (Craig 1974)
Dengan nilai Cu = D60/D10 = 2,664 dan nilai Cc = D302/(D10xD60) = 0.855
Pasir merupakan jenis tanah non kohesif (cohesionless soil). tanah non
kohesif mempunyai sifat antar butiran lepas (loose), hal ini ditunjukkan dengan
butiran tanah yang akan terpisah-pisah apabila dikeringkan dan hanya akan
melekat apabila dalam keadaan yang disebabkan oleh gaya tarik permukaan.
Tanah non kohesif tidak mempunyai garis batas antara keadaan plastis dan tidak
plastis, karena jenis tanah ini tidak plastis untuk semua nilai kadar air. Tetapi
dalam beberapa kondisi tertentu, tanah non kohesif dengan kadar air yang cukup
tinggi dapat bersifat sebagai suatu cairan kental ( Bowles 1986).
Berdasarkan mineral yang terkandung di dalamnya, pasir terdiri dari
sebagian besar mineral quartz (kwarsa) dan fieldspar. Komposisi mineral quartz
dan fieldspar (Bowles, 1986) ditunjukkan dalam Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Komposisi Mineral Quartz dan Fieldspar (Bowles,1986).
Mineral Komposisi
Quartz (kuarsa) SiO2 (Silikon dioksida)
Fieldspar:
Ortoklas
Plagioklas
K(A1)Si3O8
Na(A1)Si3O8
3.6.2 Struktur Tanah Berpasir
Struktur tanah pasir pada umumnya dapat dibagi 2 kategori pokok yaitu
struktur butir tunggal (single frained) dan struktur sarang lebah (honeycombed).
Pada struktur butir tunggal, butiran tanah berbeda dalam keadaan relatif
stabil dan tiap-tiap butir bersentuhan satu terhadap yang lain. Bentuk dan
pembagian ukuran butiran tanah serta kedudukannya mempengaruhi sifat
kepadatan tanah. Variasi angka pori yang disebabkan oleh kedudukan butiran.
Untuk suatu susunan dalam keadaan lepas, angka pori adalah 0,9. tetapi angka
pori berkurang menjadi 0,35 apabila butiran dipadatkan sedemikian rupa,
sehingga susunan menjadi sangat padat (Das,1993).
Gambar 3.5 Struktur butir tunggal ( a ) Lepas, ( b ) Padat (Das,1993)
Pada struktur sarang lebah, pasir halus dan lanau membentuk lengkungan-
lengkungan kecil hingga merupakan rantai butiran. Tanah yang mempunyai
struktur sarang lebah mempunyai angka pori besar dan biasanya dapat memikul
beban statis yang tak begitu besar. Struktur tersebut bila dikenai beban berat atau
beban getar, struktur tanah akan rusak dan menyebabkan penurunan yang besar.
Gambar 3.6 Struktur sarang lebah (Das 1993)
Pasir tidak boleh mengandung Lumpur lebih dari 5% terhadap berat
keringnya. Apabila kadar lumpur melebihi 5% maka pasir harus di cuci terlebih
dahulu. Lumpur pada pasir dapat menghalangi ikatan dengan pasta semen. Pasir
tidak boleh mengandung bahan organik terlalu banyak, ini dapat dilihat atau
dibuktikan dengan pengujian warna, pasir yang tidak memenuhi pengujian warna
ini dapat juga dipakai asal kuat desak adukan dengan pasir tersebut pada umur 7
dan 28 hari tidak kurang dari 95%. Kuat desak adukan dengan pasir yang sama,
tetapi telah dicuci dalam larutan (NaOH), 3% yang kemudian dicuci dengan air
hingga bersih. Bahan-bahan organik itu dapat mengadakan reaksi dengan
senyawa-senyawa dari semen Portland hingga berkurangnya kualitas adukan.
(Gideon Kusuma, 1993).
Untuk memperoleh nilai kuat desak yang lebih besar maka digunakan
pasir dengan gradasi yang baik akan menghasilkan rongga mortar yang sedikit.
Pasir yang seperti ini hanya memerlukan pasta semen sedikit (Kardiyono, 1992).
Pasir dapat digolongkan menjadi 3 macam:
1. Pasir galian
Pasir golongan ini diperoleh langsung dari permukaan tanah atau
dengan cara menggali terlebih dahulu. Pasir jenis ini biasanya berbutir
kasar, tajam, bersudut, berpori dan bebas dari kandungan garam, tetapi
biasanya harus dibersihkan dari kotoran tanah dengan cara di cuci terlebih
dahulu.
2. Pasir sungai
Pasir ini diperoleh langsung dari dasar sungai,yang pada umumnya
berbutir halus bulat-bulat akibat proses gesekan. Daya lekat antar burir-
butir agak kurang karena butiran yang bulat dan kecil-kecil, maka baik
dipakai untuk memplaster tembok. Juga dapat digunakan keperluan yang
lain.
3. Pasir laut
Pasir laut adalah pasir yang diambil dari pantai. Butir-bitirnya
halus dan bualat karena gesekan, pasir jenis ini yang kuarang baik diantara
pasir galian dan pasir sungai, karena banyak mengandung garam. Garam-
garaman ini banyak menyerap kandungan air dari udara, dan ini
mengakibatkan pasir selalu agak basah dan juga menyebabkan
pengembangan apabila sudah menjadi bangunan. Oleh karena itu pasir
laut jangan digunakan sebagai campuran konstruksi pada bangunan.
3.7 Kapasitas dukung tanah teori Meyerhoff
Banyak peneliti mengusulkan rumus-rumus pendekatan untuk menghitung
kapasitas dukung tanah (Meyerhoff, 1951, 1953; Buisman, 1940; Dee Beer dan
Vasic, 1959; Hansen, 1964 dan lain-lainnya). Rumus-rumus yang diusulkan pada
umumnya dibuat dengan asumsi-asumsi yang berbeda pada besarnya sudut β
(sudut yang dibentuk oleh baji tanah dibawah dasar fondasi dengan arah
horisontal) dan bentuk bidang geser saat keruntuhan. Anggapan bentuk zona
kelongsoran dari berbagai analisis umumnya sama. Batas-batas terluar dari zona
geser yang dibentuk garis lurus membentuk sudut 45º-φ/2 terhadap bidang
horisontal, dengan arah ke bawah. Batas maksimum dari zona geser arah radial
membentuk kurva spiral logaritmis.
Meyerhoff (1963) menyarankan persamaan kapsitas dukung dengan
memepertimbangkan bentuk fondasi, kemiringan beban dan kuat geser tanah
diatas fondasinya sebagau berikut:
qu = sc.dciccNc + sqdqiqpqNq + sydyiy 0,5 BγNγ……………………… (3.10)
Qu = komponen vertical ultimit (kN) B = lebar fondasi (m) γ = berat volume tanah (kN/m³) c = kohesi tanah (kN/m²) Po = Df γ = tekanan overburden didasar fondasi (kN/m²)
sc,sq,sγ = faktor bentuk fondasi dc,dq,dγ = faktor kedalaman fondasi ic,iq,iγ = faktor kemiringan beban Nc,Nq,Nγ = faktor-faktor kapasitas dukung Meyerhoff
Faktor-faktor kapasitas dukung yang diusulkan Meyerhoff (1963)
dinyatakan dalam persamaan:
Nq = tg² (45°+ φ/2 )e( π tg ϕ ) ........................................................... (3.11)
Nγ=(Nq1)tg(1,4ϕ )............................................................................ (3.12)
Nc=(Nq– 1 ) ctg ϕ .............................................................................(3.13)
Nilai-nilai faktor kapasitas dukung Meyerhoff untuk dasar fondasi kasar
yang berbentuk memanjang dan bujursangkar ditunjukkan dalam Gambar 3.7,
sedangkan Tabel 3.4, menunjukkan nilai-nilai numeriknya. Terlihat dalam
Gambar 3.8, nilai-nilai faktor kapasitas dukung fondasi bujursangkar lebih besar
dari pada fondasi memanjang.
Tabel 3.4 Faktorkapasitas dukung untuk fondasi memenjang menurut Meyerhoff
φ(o) Faktor kapasitas dukung
φ(o)Faktor kapasitas dukung
Nc Nq Nγ Nc Nq Nγ 0 5,14 1 0 25 20,72 10,66 6,77 1 5,38 1,09 0,00 26 22,25 11,85 8,00 2 5,63 1,20 0,01 27 23,94 13,20 9,46 3 5,90 1,31 0,02 28 25,80 14,72 11,19 4 6,19 1,43 0,04 29 27,86 16,44 13,24 5 6,49 1,57 0,07 30 30,14 18,40 15,67 6 6,81 1,72 0,11 31 32,67 20,63 18,56 7 7,16 1,88 0,15 32 35,49 23,18 22,02 8 7,53 2,06 0,21 33 38,64 26,09 26,17 9 7,92 2,25 0,28 34 42,16 29,44 31,15 10 8,34 2,47 0,37 35 46,12 33,30 37,15 11 8,80 2,71 0,47 36 50,59 37,75 44,43 12 9,28 2,97 0,60 37 55,63 42,92 53,27 13 9,81 3,26 0,74 38 61,35 48,93 64,07 14 10,37 3,59 0,92 39 67,87 55,96 77,33 15 10,98 3,94 1,13 40 75,31 64,20 93,69 16 11,63 4,34 1,37 41 83,86 73,90 113,99 17 12,34 4,77 1,66 42 93,71 85,37 139,32 18 13,10 5,26 2,00 43 105,11 99,01 171,14 19 13,93 5,80 2,40 44 118,37 115,31 211,41 20 14,83 6,40 2,87 45 133,87 134,87 262,74 21 15,81 7,07 3,42 46 152,10 158,50 328,73 22 16,88 7,82 4,07 47 173,64 187,21 414,33 23 18,05 8,66 4,82 48 199,26 222,30 526,45 24 19,32 9,60 5,72 49 229,92 265,50 674,92 50 266,88 319,06 873,86
Faktor – faktor bentuk fondasi (sc,sq,sγ) dilihatkan dalam Tabel 3.4a,
faktor-faktor kedalaman (dc,dq,dγ) dan kemiringan beban (ic,iq,iγ) berturut-turut
ditunjukkan dalam Tabel 3.5b dan Tabel 3.5c. Perhatikan, dalam Tabel 3.5a dan
Tabel 3.5b : tg2(45 + φ/2) = Kp. Untuk fondasi lingkaran, B/L = 1. Untuk beban
eksentris dua arah, digunakan B’/L’ sebagai ganti B/L.
Tabel 3.5a Faktor bentuk fondasi (Meyerhoff, 1963)
Faktor Bentuk Nilai Keterangan
sc
sq = sγ
1 + 0,2 (B/L) tg2(45 + φ/2)
1 + 0,1 (B/L) tg2(45 + φ/2)
1
Untuk sembarang φ
Untuk φ ≥ 100
Untuk φ = 0
Tabel 3.5b Faktor kedalaman fondasi (Meyerhoff, 1963)
Faktor kedalaman Nilai Keterangan
dc
dq = dγ
1 + 0,2 (D/B) tg(45 + φ/2)
1 + 0,1 (D/B) tg(45 + φ/2)
1
Untuk sembarang φ
Untuk φ ≥ 100
Untuk φ = 0
Tabel 3.5c Faktor-faktor kemiringan beban (Meyerhoff, 1963)
Faktor kemiringan beban Nilai Keterangan
ic = iq
iγ
2
901 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
°°
−δ
2
1 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ °−
ϕδ
1
Untuk sembarang φ
Untuk φ ≥ 100
Untuk φ = 0
Catatan : δ = sudut kemiringan beban terhadap garis vertikal.
Dalam Tabel 3.5b, faktor-faktor dc,dq, dan dγ digunakan bila Dt<B. Jika Df >B
maka diambil nilaiDf/B=1.
3.8 Uji Laboratorium
3.8.1 Uji Saringan dan Uji Hidrometer.
a. Uji Saringan
Tanah uji disaring melewati susunan saringan standar menurut ASTM
422-72 , Tanah yang dipakai dalam penelitian ini adalah tanah yang butiran lebih
kecil dari 0,075 mm atau yang lolos saringan atau ayakan No. 200.
b. Uji Hidrometer
Cara untuk menentukan ukuran tanah butir halus dapat diketahui dengan
pengujian hidrometer, yaitu dengan memeperhitungkan berat jenis suspensi yang
bergantung dari berat butiran tanah dalam pada waktu tertentu. Pengujian
laboratorium dilakukan dengan menggunakan gelas ukur dengan kapasitas 1000
cc yang diisi dengan larutan air, bahan pendisprensi dan tanah yangakan diuji.
Analisis hidrometer didasarkan pada prinsip pengendapan (sedimentasi) butir-
butir tanah dalam air.
3.8.2 Uji Pemadatan (Proktor Standar)
Pemadatan adalah suatu proses memadatnya pertikel tanah sehingga
terjadi pengurangan volume udara dan volume air dengan memakai cara mekanis.
Kepadatan tanah tergantung banyaknya air, jika kadar air tanah sediki maka tanah
akan keras begitu pula sebaliknya bila kadar air banyak maka tanah akan menjadi
lunak atau cair. Pemadatan yang dilakukan pada saat kadar air lebihtinggi
daripada kadar air optimumnya akan mengakibatkan pengaruh terhadap sifat tanah
Tujuan pemadatan tanah adalah memadatkan tanah pada kadar air
optimum dan memperbaiki karakteristik mekanisme tanah, yang akan
memberikan keterangan yaitu :
1. Memperkecil pengaruh air terhadap tanah.
2. Bertanbahnya kepadatan tanah.
3. Memperkecil pemampatannya dan daya rembes airnya.
4. Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air.
Pemadatan tanah dapat dilaksanakan dilapangan maupun dilaboratorium.
Dilangan biasanya tanah akan digilas dengan mesin penggilas yang didalamnya
terdapat alat penggetar, getaran akan menggetarkan tanah sehingga terjadi
pemadatan. sedangkan di laboratorium menggunakan pengujian standar yang
disebut dengan uji proktor standar, dengan cara suatu palu dijatuhkan dari
ketinggian tertentu beberapa lapisan tanah didalam sebuah mold. Dengan
dilakukannya pengujian pemadatan tanah ini, maka akan terdapat hubungan antara
kadar air dengan berat volume. Hal ini dapat dilihat pada gambar 3.8.
Derajat kepadatan tanah diukur dari berat volume keringnya, hubungan
berat volume kering (γd), berat volume (γb) dan kadar air (w) dinyatakan dengan
persamaan :
…………………………………………………….….(3.14)
Berat volume kering
(maks)
Kadar air (w) woptimum
Gambar 3.8 Hubungan antara kadar air dengan berat volume kering tanah.
3.9 Kuat Geser Tanah Lempung
Kekuatan geser suatu massa tanah merupakan perlawanan internal tanah
tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang
geser dalam tanah yang dimaksud. Karakteristik kekuatan geser lempung dapat
ditentukan dari hasil-hasil uji Triaksial UU dalam kondisi terdrainasi maupun
hasil-hasil pengujian Geser Langsung. Karakteristik pasir kering dan pasir jenuh
adalah sama seperti yang dihasilkan oleh pasir jenuh dengan kelebihan tekanan air
pori nol. (Sumber : Braja. M. Das dan R. F. Craig)
Kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus berikut :
τf = c + σ tan φ……………………………………………………..…(3.15)
Keterangan :
τf = kekuatan geser (kg/cm2)
c = kohesi (kg/cm2)
φ = sudut geser – internal ( o )
Hubungan di atas juga disebut sebagai kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb.
3.10 Uji Geser Langsung (DST)
Alat uji kuat geser langsung menggunakan kotak geser dari besi yang
berfungsi sebagai tempat benda uji kuat geser, benda uji dapat berbentuk bujur
sangkar atau lingkaran. Pengujian dilakukan dengan menempatkan contoh tanah
kedalam kotak geser dengan ukuran benda uji 6 x 6 cm, dengan tinggi 2 cm dan
luas 36 cm2. Kotak geser terdiri dari dua bagian sama sisi dengan arah horizontal.
Gaya normal pada benda uji tanah didapat dengan menaruh suatu benda diatasnya,
beban mati tadi menyebabkan tekanan pada benda uji 0,25 kg/cm2, 0,5 kg/cm2 dan
1kg/cm2. Gaya geser diberikan dengan mendorong sisi kotak sebelah atas sampai
terjadi keruntuhan geser pada tanah. Sketsa alat uji geser langsung dapat dilihat
pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Sket Uji Geser Langsung
Uji geser langsung dilakukan beberapa kali pada sebuah benda uji tanah
dengan beberapa macam tegangan normal. Harga tegangan normal dan harga
tegangan yang di dapat dengan melakukan pengujian dapat digambarkan dengan
beberapa grafik untuk menentukan harga parameter kuat geser.
Tegangan normal dapat dihitung dengan persamaan 3.16.
σ= Tegangan normal = ….....(3.16)
Tegangan geser yang melawan pergerakan geser dapat dihitung dengan
persamaan 3.17.
τ= Tegangan geser = ………(3.17)
Gaya normal yang bekerja Luas penampang lintang sampel tanah
Gaya normal yang melawan pergerakan Luas penampang lintang sampel tanah
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1 Pekerjaan Persiapan
Pertama kali dalam pekerjaan persiapan yaitu melakukan konsultasi ke
dosen pembimbing untuk mengetahui langkah - langkahnya. Selanjutnya
pembuatan proposal dan seminar proposal, pengambilan benda uji di lapangan,
persiapan bahan aditif atau bahan untuk stabilisasinya, persiapan untuk pekerjaan
di laboratorium.
4.2 Pekerjaan Lapangan
Dalam pekerjaan lapangan disini mengambil sampel tanah. Sampel tanah
yang diambil ada dua macam yaitu tanah terganggu ( disturbed soil ) dan tanah
tidak terganggu ( undisturbed soil )
4.2.1 Sampel Tanah Asli ( undisturbed )
Sampel tanah asli diambil untuk digunakan dalam pengujian kadar air,
berat volume, tekan. Dalam pengambilan sampel tanah asli tidak boleh mengalami
perubahan sifat mekanis dari tanah tersebut. Untuk mengambil tanah asli ini
supaya tidak mengalami perubahan sifat mekanisnya, mengambil tanahnya
menggunakan tabung yang berbentuk silinder yang diameternya sudah ditentukan.
Pertama kali tabung dimasukan kedalam tanah yang akan diambil sampelnya,
tetapi setelah tabung masuk kedalam tanah jangan langsung diangkat karena tanah
tersebut belum stabil dan melekat ke dinding tabung yang dimasukan. Tabung
yang sudah terisi oleh tanah diangkat dan ditutup rapat-rapat biar tidak
mengurangi kadar airnya.
4.2.2 Sampel Tanah Remolded ( disturbed )
Sampel tanah yang diambil tidak perlu ada upaya untuk melindungi sifat
asli dari tanah tersebut. Tempat yang digunakan untuk tanah ini bisa
menggunakan kantong plastik atau tempat yang lainnya.
4.3 Pekerjaan Laboratorium
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan
Teknik Sipil, FTSP, Universitas Islam Indonesia. Pekerjaan disini akan menguji
sifat-sifat tanah aslinya dan tanah dengan campuran pasir. Berikut ini adalah
beberapa pengujian yang akan dilakukan sebagai berikut :
1. Pengujian Sifat Fisik dibagi menjadi dua pengujian berikut :
a). Pengujian Analisis Hidrometer (ASTM D 421-72)
b). Pengujian Analisis Saringan (ASTM D 422-72)
2. Pengujian Sifat Mekanis sebagai berikut :
a). Pengujian Kadar Air (ASTM D 2216-71)
b). Pengujian Berat Volume Tanah (ASTM D 1883-73)
c). Pengujian Berat Jenis Tanah (ASTM D 854-72)
d). Pengujian Batas Konsistensi ( AASHTO Y-89-74 dan ASTM D 423-66)
• Pengujian Batas Cair ( ASTM D 423-66)
• Pengujian Batas Plastis (ASTM D 424-74)
• Pengujian Batas Susut (ASTM D 427-74)
3. Pengujian Kepadatan Tanah ( Proktor Standar ) ASTM D 698-70
4. Pengujian Geser Langsung (Sher Strength by Direc Shear) ASTM D 3080-03
Mulai
Selesai
Pengambilan Sampel Tanah Dan Bahan Stabilisasi
Penelitian di Laboratorium
Tanah Asli Uji Kadar Air Tanah Uji Berat Jenis Tanah Uji Berat Volume Tanah Uji Analisa Saringan Uji Proktor Standar Uji Geser Langsung
Tanah dicampur dengan Pasir , 0%, 5% , 10% ,15% dan 18%
Pengujian Geser Langsung
Analisis Kapasitas Dukung Dengan Metode Meyerhoff
Hasil Uji
Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Gambar 4.1 Bagan Alir Penyusunan Penelitian
Mengumpulkan Buku Referensi Tentang Tanah Dan Bahan Stabilisasi
Seminar Proposal
Analisis Kuat Geser
BAB V
HASIL PENELITIAN
5.1 Tinjauan Umum
Pada bab ini akan di uraikan hasil yang berupa grafik maupun tabel dari
hasil penelitian yang telah dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah dimana
dalam stabilisasi tanahnya dengan menambahkan bahan aditif dengan tanah asli,
stabilisasi yang dipakai pada penelitian kali ini menggunakan Pasir karena dinilai
ekonomis dan berkualitas baik. Pasir adalah bahan yang telah dipilih oleh
penyusun sebagai perkuatan pada tanah berbutir halus.
Pengujian yang telah dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah,
Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta memperoleh hasil yang meliputi sifat-
sifat fisik tanah meliputi distribusi butiran, yaitu analisis saringan dan analisis
hidrometer,sedangkan untuk sifat mekanis tanah meliputi kadar air, berat jenis,
berat volume, batas konsistensi, pemadatan tanah (Proktor Standar), Uji Geser
Langsung.
Sampel tanah terdiri dari tanah asli dan tanh yang telah dicampur dengan
bahan aditif. Tanah campuran menggunakan bahan aditif pasir dengan variasi
campuran 5%, 10%, 15%, dan 18%.
5.2 Sifat Fisik Tanah
Ukuran butiran tanah sangat bervariasi, untuk mengetahui jenis tanah
berdasarkan butirannya maka telah dikembangkan pengklasifikasian berdasarkan
ukuran butiran jenis tanah, pengklasifikasian berdasarkan ukuran butiran tanah ini
tergolong dalam sifat fisik tanah. Pengujian yang lainnya meliputi : Kadar air,
Berat jenis, Batas cair, Batas plastis, Batas susut dan Indeks plastisitas. Dilihat
dari sifat fisiknya diketahui bahwa tanah dari Desa Kalangan Kelurahan Pedan
Klaten Profinsi Jawa Tengah. berwarna kehitaman, lengket dan mengandung
pasir.
5.2.1 Analisa Saringan dan Hidrometer Tanah Asli
Untuk mengetahui prosentase agregat yang terkandung pada sampel tanah
dari Desa Kalangan Kelurahan Pedan Klaten Profinsi Jawa Tengah. maka
dilakukan uji Analisa distribusi saringan dan hidrometer yang dibagi menjadi 2
sampel. Untuk hasil uji analisa saringan ditunjukkan pada Tabel 5.1 dan Tabel
5.2, sedangkan untuk uji hidrometer ditunjukkan pada Tabel 5.3 dan Tabel 5.4
dibawah ini :
Tabel 5.1 Analisis Saringan Sampel 1
Sieve Opening Mass Mass % finer No retained passed by mass Remarks (mm) (gr) (gr) e/Wx100%
90 0 1000.00 100.00
75 0 1000.00 100.00
63 0 1000.00 100.00
50.8 0 1000.00 100.00
38.1 0 1000.00 100.00
1 25.4 0 1000.00 100.00
3/4 19 0 e1 = 1000.00 100.00
13.2 0 e2 = 1000.00 100.00
3/8 9.5 0 e3 = 1000.00 100.00
1/4 6.7 0 e4 = 1000.00 100.00
4 4.750 d1 = 0.00 e5 = 1000.00 100.00 e7 = W - Sd 10 2.000 d2 = 6.18 e6 = 993.82 99.38 e6 = d7 + e720 0.850 d3 8.24 e7 = 985.58 98.56 e5 = d6 + e640 0.425 d4 = 9.22 e9 = 976.36 97.64 e4 = d5 + e560 0.250 d5 = 12.07 e10 = 964.29 96.43 e3 = d4 +e4
140 0.106 d6 = 18.42 e11 = 945.87 94.59 e2 = d3 + e3200 0.075 d7 = 16.01 e12 = 929.86 92.99 e1 = d2 + e2
Sd = 70.14
Tabel 5.2 Analisis Saringan Sampel 2
Sieve Opening Mass Mass % finer No retained passed by mass Remarks (mm) (gr) (gr) e/Wx100%
90 0 1000.00 100.00 75 0 1000.00 100.00 63 0 1000.00 100.00 50.8 0 1000.00 100.00 38.1 0 1000.00 100.00 1 25.4 0 1000.00 100.00
3/4 19 0 e1 = 1000.00 100.00 13.2 0 e2 = 1000.00 100.00
3/8 9.5 0 e3 = 1000.00 100.00 1/4 6.7 0 e4 = 1000.00 100.00
4 4.750 d1 = 0.00 e5 = 1000.00 100.00 e7 = W - Sd 10 2.000 d2 = 5.86 e6 = 994.14 99.41 e6 = d7 + e7 20 0.850 d3 8.12 e7 = 986.02 98.60 e5 = d6 + e6 40 0.425 d4 = 8.98 e9 = 977.04 97.70 e4 = d5 + e5 60 0.250 d5 = 11.87 e10 = 965.17 96.52 e3 = d4 +e4
140 0.106 d6 = 18.12 e11 = 947.05 94.71 e2 = d3 + e3 200 0.075 d7 = 15.88 e12 = 931.17 93.12 e1 = d2 + e2
Sd = 68.83
Tabel 5.3 Analisis Hidrometer Sampel 1
elapsed t R' Rc= P
Time time min. R1 R2
R1 + m L K D
R1-R2+Cr
K2 x R
T (mm) (%)
12.06
12.08 2 49 -2.0 26 50 8.108 0.0131 0.026459 52.7 84.57
12.11 5 45 -2.0 26 46 8.763 0.0131 0.017397 48.7 78.19
12.36 30 40 -2.0 26 41 9.582 0.0131 0.007427 43.7 70.21
13.06 60 36 -2.0 26 37 10.237 0.0131 0.005428 39.7 63.83
16.16 250 28 -2.0 25.5 29 11.547 0.0131 0.002824 31.5 51.06
12.06 1440 19 -2.0 24.5 20 13.020 0.0131 0.00125 22.2 36.70
Tabel 5.4 Analisis Hidrometer Sampel 2
elapsed t R' Rc= P
Time time min. R1 R2
R1 + m L K D
R1-R2+Cr
K2 x R
T (mm) (%)
12.06
12.08 2 50 -2.0 26 51 7.945 0.0131 0.026191 53.7 86.29
12.11 5 46 -2.0 26 47 8.600 0.0131 0.017234 49.7 79.89
12.36 30 40 -2.0 26 41 9.582 0.0131 0.007427 43.7 70.31
13.06 60 37 -2.0 26 38 10.073 0.0131 0.005384 40.7 65.51
16.16 250 28 -2.0 25.5 29 11.547 0.0131 0.002824 31.5 51.13
12.06 1440 20 -2.0 24.5 21 12.857 0.0131 0.001242 23.2 38.35
Adapun grafik hasil uji dari kedua sampel tersebut dapat dilihat pada
Gambar 5.1 dan Gambar 5.2 berikut ini.
Finer # 200 92.99 % Gravel 0.00 % Sand 7.01 % Silt 48.00 % Clay 44.98 %
Gambar 5.1 Grafik hasil uji analisa distribusi butiran sampel I
Finer # 200 93.12 % Gravel 0.00 % Sand 6.88 % Silt 47.35 % Clay 45.76 %
Gambar 5.2 Grafik hasil uji analisa distribusi butiran sampel II
Dari hasil uji Analisa distribusi butiran ketiga sampel diatas maka akan
didapatkan prosentase nilai rata-rata dari masing masing agregat yang hasilnya
dapat kita lihat pada Tabel 5.5 dibawah ini.
Tabel 5.5 Nilai rata-rata hasil uji analisa distribusi butiran sampel I, II
No. Jenis agregat Nilai rata-rata
Pengujian Pasir (%)
Lanau (%)
Lempung (%)
Pasir (%)
Lanau (%)
Lempung (%)
1 7.01 48.00 44.98 6.95 47.68 45.37 2 6.88 47.35 45.76
Hasil nilai rata-rata uji analisa distribusi butiran dari kedua sampel diatas
didapatkan prosentase sebagai berikut :
- Pasir = 6,95%
- Lanau = 47,68 %
- Lempung = 45,37%
Berdasarkan klasifikasi butiran tanah tersebut diatas maka tanah dari
Klangan, Pedan, Klaten adalah termasuk Tanah lanau kelempungan mengandung
pasir.
5.2.2 Pengujian Saringan Pasir
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui butir-butir pasir serta
prosentasenya berdasarkan batas-batas klasifikasinya, sehingga dapat diketahui
jenis pasir yang di pakai. Pada pengujian ini dilakukan satu pengujian yaitu
analisis saringan, yang dapat dilihat pada Tabel 5.6 dan Gambar 5.3 di bawah ini.
Tabel 5.6. Hasil Pengujian Analisis Saringan
Sieve Opening Mass Mass % finer
No retained passed by mass Remarks
(mm) (gr) (gr) e/W x 100%
90 0 859.09 100.00
75 0 859.09 100.00
63 0 859.09 100.00
50.8 0 859.09 100.00
38.1 0 859.09 100.00
1 25.4 0 859.09 100.00
3/4 19 0 e1 = 859.09 100.00
13.2 0 e2 = 859.09 100.00
3/8 9.5 0 e3 = 859.09 100.00
1/4 6.7 0 e4 = 859.09 100.00
4 4.750 d1 = 32.00 e5 = 827.09 96.28 e7 = W –
Sd
10 2.000 d2 = 45.00 e6 = 782.09 91.04 e6 = d7 +
e7
20 0.850 d3 64.00 e7 = 718.09 83.59 e5 = d6 +
e6
40 0.425 d4 = 84.00 e9 = 634.09 73.81 e4 = d5 +
e5
60 0.250 d5 = 87.75 e10 = 546.34 63.60 e3 = d4
+e4
140 0.106 d6 = 389.00 e11 = 157.34 18.31 e2 = d3 +
e3
200 0.075 d7 = 130.00 e12 = 27.34 3.18 e1 = d2 +
e2
Sd = 831.75
Gambar 5.3 Grafik hasil uji analisa distribusi Pasir
Dari hasil uji Analisa distribusi butiran diatas maka akan didapatkan
prosentase nilai rata-rata dari masing masing agregat yang hasilnya dapat kita
lihat dibawah ini.
Tabel 5.7 Prosentase analisis butiran
Finer # 200 3.18 % D10 (mm) 0.087650 D30 (mm) 0.13227Gravel 3.72 % D60 (mm) 0.23354Sand 93.09 % Cu = D60/D10 2.664Silt 3.14 % Cc = D30² / (D10xD60) 0.855Clay 0.04 % D50(mm) 0.193
Keterangan :
D10 = bukaan yang lolos 10%
D30 = bukaan yang lolos 30%
D60 = bukaan yang lolos 60%
Cu = koefisien keseragaman = 1060
DD
Cc = koefisien gradasi = ( )6010
30 2
DDD
×
Dari sistem USCS Pasir Kali Krasak di golongkan dalam kelompom SP dengan
gradasi buruk
5.2.3 Pengujian Kadar Air Tanah Lempung
Sampel tanah diambil dari lokasi pada kedalaman + 1,25 meter dari
permukaan tanah, kemudian sampel tanah dibungkus agar kadar air tidak berubah
yang kemudian langsung ditimbang di laboratorium. Dihitung dengan rumus :
w = WsWw x 100 % ....................................................................(5.1)
Di bawah ini adalah tabel hasil perhitungan uji kadar air sampel tanah
Lempung yang ditunjukkan pada Tabel 5.8 sebagai berikut :
Tabel 5.8 Hasil uji kadar air tanah
No Pengujian 1 2 3 4 5 6
Berat Container W1 21.48 21.76 21.77 22.25 21.61 21.77Berat Container + tanah basah W2 43.56 46.2 56.45 48.41 53.83 44.73Berat Container + tanah kering W3 37.48 39.28 45.45 41.05 44.69 38.25
Berat Air (W2‐W3) Wa 6.08 6.92 11 7.36 9.14 6.48Berat Tanah Kering (W3‐W1) Wt 16 17.52 23.68 18.8 23.08 16.48Kadar Air (Wa/Wt)x 100%
w, (%) 38.000 39.498 46.453 39.149 39.601 39.320
Kadar Air Rata‐rata, w (%) % 40.33
Dari pengujian dan perhitungan di dapat kadar air tanah Tanah Butir halus
dari Kalangan, Pedan, Klaten, Jawa Tengah adalah sebesar 40,33 %.
Contoh perhitungan kadar air (w) :
w = WsWw x 100 %
w = 13
32
W- W W- W x 100 %
w = 48,2148,3748,3756,43
−−
x 100 %
w = 38 %
5.2.4 Pengujian Berat Volume Tanah
Pengujian berat volume bertujuan untuk mengetahui berat volume suatu
sampel tanah. Hasil dari pengujian berat volume dapat dilihat pada Tabel 5.9.
Tabel 5.9 Pengujian berat volume tanah
1 Nomer pengujian I II
2 Diameter ring (d) cm 6.5 6.5
3 Tinggi ring (t) cm 2.3 2.3
4 Volume ring (V) cm3 76.321 76.321
5 Berat ring (W1) gr 144.86 144.86
6 Berat ring + tanah (W2) gr 284.43 284.29
7 Berat tanah (W2 - W1) gr 139.57 139.43
8 Berat Volume Tanah (γp) = (W2 - W1)/ V (gr/cm3) 1.829 1.827
9 Berat Volume rata-rata (γb rt)(gr/cm2) 1.83
Dari hasil pengujian berat volume tanah, maka dapat diketahui dari Desa
Kalangan Kelurahan Pedan Klaten Profinsi Jawa Tengah. mempunyai berat
volume rata-rata 1.83 gr/cm3.
5.2.5 Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya nilai perbandingan
antara berat butir-butir tanah dengan berat air destilasi diudara dengan volume
yang sama pada suhu tertentu, biasanya diambil suhu 270C. Hasil dari pengujian
berat jenis tanah ditunjukkan pada Tabel 5.10.
Hasil dari pengujian berat jenis tanah dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
Gs (t o) = ) W- (W - ) W- (W
) W- (W
2314
12 .............................................(5.2)
Gs (27,5o) = Gs (t o) x o
o
27air Bjair t Bj ................................................(5.3)
Tabel 5.10 Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah
1 No. Pengujian 1 2
2 Berat piknometer kosong (W1) gram 18.64 20.8
3 Berat piknometer + tanah kering (W2) gram 35.95 38.61
4 Berat piknometer + tanah + air (W3) gram 88.99 90.57
5 Berat piknometer + air (W4) gram 78.52 79.83
6 Temperatur ( t o ) 27 27
7 BJ pada temperatur ( t o ) 0.99655 0.99655
8 BJ pada temperatur ( 27,5 o ) 0.99641 0.99641
9 Berat jenis tanah Gs ( t o ) =
W2 - W1 2.53 2.52 (W4 - W1) - (W3 -
W2)
10 Berat jenis tanah pada 27,5 o =
Gs ( t o )
Bj air t o 2.53 2.52
Bj air 27,5o
11 Berat jenis rata-rata Gs rt 2.53
Contoh perhitungan berat jenis tanah :
Gs (to) = ) W- (W - ) W- (W
) W- (W
2314
12
= 84,631,17
= 2,53
Gs (27o C) = Gs (t o) x o
o
27air Bjair t Bj
= ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡×
9964,09964,053,2
= 2,53
Dari pengujian dan perhitungan di dapat berat jenis tanah butir halus dari
Desa Kalangan Kelurahan Pedan Klaten Profinsi Jawa Tengah. sebesar 2,53.
5.2.6 Pengujian Batas-batas Konsistensi (Atterberg Limits)
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui sifat konsistensi tanah berbutir
halus pada kadar air yang bervariasi. Pengujian batas konsistensi yang dilakukan
meliputi : Pengujian batas cair, batas plastis dan batas susut.
1. Batas cair (liquid limit)
Maksud dari pengujian ini adalah untuk menentukan batas cair tanah. Batas
cair tanah adalah kadar air tanah pada keadaan batas cair dan plastis. Hasil
dari perhitungan batas cair sampel tanah ditunjukkan pada pada Tabel 5.11
dan Tabel 5.12 dan akan diposisikan dalam grafik pada Gambar 5.4 dan
Gambar 5.5 di bawah ini.
Tabel 5.11 Hasil pengujian batas cair sampel 1
No Pengujian 1 2 3 4
1 Kadar air 57,05 56,18 55,17 54,05
2 Pukulan 13 18 27 41
Tabel 5.12 Hasil pengujian batas cair sampel 2
No Pengujian 1 2 3 4
1 Kadar air 57,14 56,01 55,08 54,35
2 Pukulan 14 20 28 43
Gambar 5.4 Grafik batas cair sampel 1
Gambar 5.5 Grafik batas cair sampel 2
Batas cair didapat dengan menarik garis vertikal pada 25 ketukan sehingga
memotong kurva garis lurus, kemudian dari titik tersebut ditarik garis horizontal
sehingga memotong sumbu ordinat. Titik potong pada sumbu ordinat merupakan
kadar air pada batas cair sampel tanah tersebut. Dari Gambar 5.4 dan Gambar 5.5
didapat batas cair rata-rata sampel tanah dari Kalangan, Pedan, Klaten, Jateng
sebesar (55,60+44,79)/2= 50,20%.
2. Batas plastis (plastic limit)
Maksud dari pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air pada kondisi
batas plastis. Batas plastis adalah kadar air minimum suatu sampel tanah
dalam keadaan plastis. Hasil dari perhitungan batas plastis dapat ditunjukkan
dalam Tabel 5.13 dibawah ini:
Tabel 5.13 Hasil Uji Batas Plastis
NO. Pengujian 1 2 1 Berat cawan kosong (w1) gram 7,21 7,00 2 Berat cawan + tnh basah (w2) gram 8,12 7,53 3 Berat cawan + tnh kering (w3) gram 7,89 7,39 4 Berat air (w2 - w3) % 0,23 0.14 5 Berat tanah kering (w3 - w1) gram 0,68 0.39
6 Kadar air (w) w2 - w3 x 100 % 33,82 35,90 w3 - w1
7 Kadar air rata-rata (wrt)
34,86
Dari pengujian batas plastis, sampel tanah mempunyai batas plastis rata-rata
40,42 %. Dengan didapatnya nilai batas cair dan batas plastis maka didapat
nilai indeks plastisitas tanah dengan persamaan berikut :
PI = LL – PL ...................................................................................(5.4)
Dari perhitungan didapat nilai indeks plastisitas sampel tanah sebesar
(50,20 - 34,86) = 15,34%.
3. Batas susut (shrinkage limit)
Batas susut tanah adalah kadar air maksimum pada sebuah sampel tanah
sedemikian rupa, sehingga pengurangan kadar air selanjutnya tidak
menyebabkan berkurangnya volume tanah. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
pada Tabel 5.14 dibawah ini :
Tabel 5.14 Hasil Uji Batas Susut
1 No. Pengujian 1 2
2 Berat jenis 2.530 2.530
3 Berat cawan susut (w1) gram 37.880 38.040
4 Berat cawan + tanah basah (w2) gram 65.940 65.500
5 Berat cawan + tanah kering (w3) gram 57.430 57.050
6 Berat air raksa yg terdesak + gelas ukur (w4) gram 213.580 211.280
7 Berat gelas ukur (w5) gram 60.410 60.410
8 Berat air raksa (w4 - W5)gram 153.170 150.870
9 Volume tanah kering : Vo=(w4w5)/13,60 11.263 11.093
10 Batas susut tanah : SL = [(Vo/(w3 - w1)) - (1/Gs)] x100% 18.083 18.830
11 Batas susut tanah rata-rata (SL)rata-ata 18.46
Dari pengujian batas susut, sampel tanah mempunyai batas susut rata-rata
sebesar 18,46%
Hasil pengujian sifat-sifat mekanis sampel tanah lempung, Kalangan,
Pedan, Jawa Tengah dapat dilihat pada Tabel 5.15 di bawah ini.
Tabel 5.15 Nilai hasil uji sifat-sifat fisik tanah
No. Sifat Fisik tanah Hasil 1 Kadar air (w), tanah asli undisturb (%) 40,33 2 Berat jenis (Gs) 2, 53 3 Batas cair (LL) (%) 50,20 4 Batas plastis (PL) (%) 34,86 5 Batas susut (SL) (%) 18,46 6 Indeks plastisitas (PI) (%) 15,34
5.3 Sifat Mekanis Tanah
Pengujian sifat mekanis tanah di Laboratorium meliputi pengujian :
Proktor, dan Geser Langsung.
5.3.1 Uji Kepadatan Tanah (Uji Proktor Standar)
Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai kadar air ( w )
optimum dan berat volume kering ( γk ) maksimum sampel tanah. Uji kepadatan
tanah dilakukan dengan uji Proktor Standar. Adapun volume cetakan silinder
sebesar 958,21 cm3. Diameter cetakan sebesar 10,3 cm dan tinggi cetakkan 11,5
cm.
Berat penumbuk sebesar 2,53 kg dan tinggi jatuh sebesar 30.48
Untuk setiap percobaan, berat volume basah (γ) dari tanah basah yang dipadatkan
tersebut dapat dihitung dengan persamaan 5.5 berikut ini.
γb = VW ..................................................................................(5.5)
Dengan :
W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan
V = volume cetakan (cm3).
Pada setiap percobaan besarnya kadar air dalam tanah yang dipadatkan
dapat ditentukan di laboratorium. Bila kadar air diketahui, maka berat volume
kering (γk) dari tanah tersebut dapat dihitung dengan persamaan 5.6 berikut :
γk = w+1
γ .............................................................................(5.6)
Dengan :
w (%) = persentase kadar air.
Harga γk dari persamaan 5.6 tersebut dapat digambarkan terhadap kadar air
dengan γk sebagai absis dan kadar air sebagai ordinat. Dengan demikian titik
puncak dari grafik merupakan kadar air optimum dan berat volume kering
maksimum. Hasil dari pengujian kadar air sampel tanah dari Desa Pedan Klaten
Jateng ditunjukkan pada Tabel 5.16 dan Tabel 5.17 yang kemudian hasilnya
diposisikan pada grafik yang dapat dilihat pada Gambar 5.6 dan Gambar 5.7
dibawah ini.
Tabel 5.16 Hasil uji proktor standar sampel 1
Sampel 1 2 3 4 5
w (%) 10.08 15.15 22.29 33.64 35.81
γk (gr/cm3) 1.27 1.32 1.39 1.35 1.32
Contoh Perhitungan berat volume tanah basah :
γb = VW
γb = 3958,21m
1342gr
= 1,400 gr/cm3
Perhitungan berat volume tanah kering :
γk = w1 +
γ
γk= 0,1008 1
1,400+
= 1,272 gr/cm3
Kurva hubungan antara kadar air (w) dan berat volume tanah kering (γk)
dibuat dengan kadar air (w) sebagai absis sedangkan berat volume kering (γk)
sebagai ordinat. Puncak kurva merupakan nilai (γk) maksimum, kemudian dari
titik puncak kurva ditarik garis vertikal memotong absis, pada titik ini adalah
merupakan kadar air optimumnya. Kurva hasil pengujian kapadatan tanah dapat
dilihat pada Gambar 5.6 dibawah ini.
Gambar 5.6. Hasil Pengujian Pemadatan Tanah ( Proktor Standar ) sampel 1
Berat volume tanah kering maksimum ( γk ) : 1,401 gr/cm3
Kadar air optimum ( w ) : 25,68 %
Tabel 5.17 Hasil uji proktor standar sampel II
Sampel 1 2 3 4 5
w (%) 10,08 15,15 20,22 25,25 30,20
γk (gr/cm3) 1,28 1,32 1,41 1,44 1,37
Gambar 5.7 Hasil uji kepadatan tanah sampel II
Dari kurva hubungan kadar air dengan berat volume tanah kering, maka
didapatkan :
Kadar air optimum ( w ) = 24,55 %.
Berat volume tanah kering maksimum ( γk ) = 1,44 gr/cm3
Tabel 5.18 Hasil rata-rata uji proktor standar sampel I dan II
Sampel 1 2 rata-rata
Kadar air rata-rata (%) 25,68 24,55 25,11
Berat volume tanah kering maksimum γk (gr/cm3) 1,40 1,44 1,42
Dari pengujian proktor di dapat kadar air optimum = 25,11% dan berat volume
tanah kering maksimum = 1,42 gr/cm3
5.3.2 Uji Geser Langsung
Tujuan pengujian adalah untuk menentukan besar parameter geser
langsung pada kondisi Unconsolidated Undrained, Parameter geser tanah terdiri
atas sudut gesek intern ( φ ), dan cohesi ( c ). Pengujian ini dilakukan pada sampel
benda uji tanah campuran dengan jumlah sampel senanyak 3 buah, yaitu untuk
beban 8 kg, 16 kg, dan 32 kg. hasil penelitian geser langsung Tanah asli dapat
dilihat pada Gambar 5.8.
Gambar 5.8 Kurva Hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
Tanah asli
1
2
3
Normal Stress σn (kg/cm2) 0.257 0.513 1.027
Shear stress at failur τ (kg/cm2) 0.193 0.220 0.247
Angle Of Internal 4.0 o friction, ϕ =
Cohesion = 0.18 kg/cm2
Gambar 5.9 Hasil Uji Geser Langsung Pada Tanah Asli
Dari hasil pengujian geser langsung tanah Asli didapatkan nilai sudut
geser dalam ( φ ) 0,01 0 dan nilai kohesi ( c ) 0.27 kg/cm2.
5.3.3 Geser Langsung Dengan Campuran Pasir
Pada perhitungan selanjutnya untuk sampel tanah lempung dicampur Pasir
dengan persentase 5% yang ditampilkan pada gambar 5.10 dan 5.11 dan untuk
persentase 10% akan ditampilkan pada gambar 5.12 dan 5.13 dibawah ini.
Gambar 5.10 Kurva Hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
pada Tanah campuran Pasir 5%
Gambar 5.11 Hasil Uji Geser Langsung pada Tanah campuran Pasir 5%
8 kg
32 kg
16 kg
Gambar 5.12 Kurva Hubungan Tegangan dan Regangan Uji Geser Langsung
pada Tanah campuran Pasir 10%
Gambar 5.13 Hasil Uji Geser Langsung pada Tanah campuran Pasir 10%
Pada uji Geser Langsung tanah butir halus yang distabilisasi Pasir
persentase campuran 5%, 10%, 15% dan 18% yang dicari kuat gesernya dalam
bentuk tabel yang dapat dilihat pada Tabel 5.19 dibawah ini.
8 kg
16 kg
32 kg
kekuatan geser dapat dicari dengan rumus :
τ = c + σn tg φ…………………………………………………..……(5.7)
Tabel 5.19 Nilai kuat geser Tanah butir halus dengan campuran Pasir
Berdasarkan Uji Geser Langsung
% Pasir No φo c
(kg/cm2)
Rata-rata σn(kg/cm2) tg φ τ(kg/cm2) γ(t/m3)
φo c (kg/cm2)
Asli 1 0,01 0,27 4.0 0.18 1.027 0.06993 0.525 1.663
0% 1 0.6 0.27
1.15 0.24 1.027 0.0201 0.261 1.659 2 1.7 0.21
5% 1 5.7 0.15
6 0.15 1.027 0.1051 0.258 1.683 2 6.3 0.15
10% 1 6.8 0.14
6.55 0.14 1.027 0.1148 0.258 1.694 2 6.3 0.14
15% 1 7.4 0.14
7.4 0.14 1.027 0.1299 0.273 1.708 2 7.4 0.14
18% 1 9.1 0.14
9.35 0.14 1.027 0.1647 0.309 1.720 2 9.6 0.14
5.4 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Teori Meyerhof (1963)
Dengan menggunakan rumus persamaan fondasi yaitu :
qu = sc.dciccNc + sqdqiqDf γNq + sydyiy 0,5 BγNγ………………………………… (5.8)
dengan :
Qu = komponen vertical ultimit (kN)
B = lebar fondasi (m)
γ = berat volume tanah (kN/m³)
c = kohesi tanah (kN/m²) Po = Df γ = tekanan overburden didasar fondasi (kN/m²)
sc,sq,sγ = faktor bentuk fondasi
dc,dq,dγ = faktor kedalaman fondasi
ic,iq,iγ = faktor kemiringan beban
Nc,Nq,Nγ = faktor-faktor kapasitas dukung Meyerhof
Faktor-faktor kapasitas dukung yang diusulkan Meyerhof (1963) dinyatakan
dalam persamaan:
Nq = tg² (45°+ φ/2 )e( π tg ϕ ) ................................................................... (5.9)
Nγ = ( Nq – 1 ) tg ( 1,4ϕ ) ..................................................................................................... (5.10)
Nc = ( Nq – 1 ) ctg ϕ ..............................................................................................................(5.11)
Tabel 5.20 Faktor-faktor kapasitas dukung untuk fondasi memanjang menerut
Meyerhof (1963)
φ(o) Faktor kapasitas dukung
φ(o)Faktor kapasitas dukung
Nc Nq Nγ Nc Nq Nγ 0 5,14 1 0 25 20,72 10,66 6,77 1 5,38 1,09 0,00 26 22,25 11,85 8,00 2 5,63 1,20 0,01 27 23,94 13,20 9,46 3 5,90 1,31 0,02 28 25,80 14,72 11,19 4 6,19 1,43 0,04 29 27,86 16,44 13,24 5 6,49 1,57 0,07 30 30,14 18,40 15,67 6 6,81 1,72 0,11 31 32,67 20,63 18,56 7 7,16 1,88 0,15 32 35,49 23,18 22,02 8 7,53 2,06 0,21 33 38,64 26,09 26,17 9 7,92 2,25 0,28 34 42,16 29,44 31,15 10 8,34 2,47 0,37 35 46,12 33,30 37,15 11 8,80 2,71 0,47 36 50,59 37,75 44,43 12 9,28 2,97 0,60 37 55,63 42,92 53,27 13 9,81 3,26 0,74 38 61,35 48,93 64,07 14 10,37 3,59 0,92 39 67,87 55,96 77,33 15 10,98 3,94 1,13 40 75,31 64,20 93,69 16 11,63 4,34 1,37 41 83,86 73,90 113,99 17 12,34 4,77 1,66 42 93,71 85,37 139,32 18 13,10 5,26 2,00 43 105,11 99,01 171,14 19 13,93 5,80 2,40 44 118,37 115,31 211,41 20 14,83 6,40 2,87 45 133,87 134,87 262,74 21 15,81 7,07 3,42 46 152,10 158,50 328,73 22 16,88 7,82 4,07 47 173,64 187,21 414,33 23 18,05 8,66 4,82 48 199,26 222,30 526,45 24 19,32 9,60 5,72 49 229,92 265,50 674,92 50 266,88 319,06 873,86
5.4.1 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Asli Dengan Metode Meyerhof (1963)
± 0,00
γb , c , φ
Df =1,25 m
B = 1,25 m
Gambar 5.14 Tampang Fondasi persegi
Dengan asumsi lebar pondasi B = 1,25 m
Df = 1,25 m , SF = 3
γb = γ = 1,663 t/m3
Po = Df . γb = 1,25 x 1,663 = 2,078 t/m2
Dari hasil pengujian Geser didapat nilai :
Kohesi (c) = 0,18 kg/cm2 = 1,8 t/m2
Sudut geser dalam (ϕ) = 4,0 0
Dari Tabel 10.2 diperoleh Nc = 5,14 , Nq = 1,00 , dan Nγ = 0,39
• Faktor bentuk fondasi Meyerhof :
Sc = 1+0,2 (B/L) tg2(45 + φ/2) = 1,25
Sq = Sγ = 1+0,1(B/L) tg2(45 + φ/2) = 1,10
faktor kedalaman pondasi Meyerhof :
dc = 1+0,2 (D/B) tg (45 + φ/2) = 1,20
dq = dγ = 1+0,1 (D/B) tg (45 + φ/2) = 1,10
faktor kemiringan beban Meyerhof
:→ ic = iq = iγ = 1
faktor kemiringan dasar pondasi Meyerhof
:→ bc = bq = bγ = 1
faktor kemiringan permukaan Meyerhof
:→ gc = gq = gγ = 1
qu = sc.dciccNc + sqdqiqDf γNq + sydyiy 0,5 BγNγ
= (1,25 × 1,20 × 1 × 1,8 × 15,14) + (1,10 × 1,10 × 1 × 1,25 × 1,663
× 1,00) + (1,10 × 1,10× 1 × 0,5 × 1,25 × 1,663 × 0,39)
= 4,60 t/m2
5.4.2 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Butir Halus Dicampur Pasir 5%
Metode Meyerhof (1963)
Dengan asumsi lebar pondasi B = 1,25 m
Df = 1,25 m , SF = 3
γb = γ = 1,683 t/m3
Po = Df . γb = 1,25 x 1,683 = 2,103 t/m2
Dari hasil pengujian Geser didapat nilai :
Kohesi (c) = 0,15 kg/cm2 = 1,5 t/m2
Sudut geser dalam (ϕ) = 6 0
Dari Tabel 10.2 diperoleh Nc = 6,81 , Nq = 1,72 , dan Nγ = 0,11
• Faktor bentuk fondasi Meyerhof :
Sc = 1+0,2 (B/L) tg2(45 + φ/2) = 1,31
Sq = Sγ = 1+0,1(B/L) tg2(45 + φ/2) = 1,12
faktor kedalaman pondasi Meyerhof :
dc = 1+0,2 (D/B) tg (45 + φ/2) = 1,22
dq= dγ = 1+0,1 (D/B) tg (45 + φ/2) = 1,11
faktor kemiringan beban Meyerhof
:→ ic = iq = iγ = 1
faktor kemiringan dasar pondasi Meyerhof
:→ bc = bq = bγ = 1
faktor kemiringan permukaan Meyerhof
:→ gc = gq = gγ = 1
qu = sc.dciccNc + sqdqiqDf γNq + sydyiy 0,5 BγNγ
= (1,31 × 1,22 × 1 × 1,7 × 1,683) + (1,12 × 1,11 × 1 × 1,25 × 1,683
× 1,72) + (1,12 × 1,11× 1 × 0,5 × 1,25 × 1,683 × 0,11)
= 6,42 t/m2
Untuk hasil keseluruhan perhitungan kapasitas dukung tanah Metode Meyerhof
(1963) dapat dilihat pada Tabel 5.21 berikut ini.
Tabel 5.21 Prosentase Peningkatan Kapasitas Dukung Tanah Metode Meyerhof (1963)
Analisis Kapasitas Dukung Tanah dengan metode Meyerhoff
Undisturb Pasir 0%
Pasir 5%
Pasir 10%
Pasir 15%
Pasir 18%
Asumsi Lebar Pondasi (B) mter 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 Pajang Pondasi,B/L = 1 m 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25
SF 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 Df meter 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25
tebal (t) m 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 γ t/m3 1.663 1.659 1.683 1.694 1.708 1.720
Po t/m3 2.08 2.07 2.10 2.12 2.14 2.15 kohesi, c t/m2 0.18 0.24 0.15 0.14 0.14 0.14 sudut geser dalam, φ (o) 4.00 1.15 6.00 6.55 7.40 9.35
Nc 5.14 5.42 6.81 7.00 7.31 8.07
Nq 1.00 1.11 1.72 1.81 1.95 2.33
Nγ 0.39 0.00 0.11 0.13 0.17 0.31
Sc 1.25 1.26 1.31 1.31 1.32 1.35
Sq 1.10 1.10 1.12 1.13 1.13 1.14
Sγ 1.10 1.10 1.12 1.13 1.13 1.14
dc 1.20 1.20 1.22 1.22 1.23 1.24
dq 1.10 1.10 1.11 1.11 1.11 1.12 dγ 1.10 1.10 1.11 1.11 1.11 1.12
ic = iq = iγ 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
bc = bq = bγ 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
gc = gq = gγ 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
qu t/m2 4.60 4.84 6.42 6.69 7.29 8.89
qa t/m2 1.72 1.61 2.14 2.32 2.43 2.96
Untuk hasil perhitungan kapasitas dukung tanah (qu) dengan bahan campuran
Pasir persentase 0%, 5%, 10%, 15%, dan 18% dengan metode Meyerhof dapat
dilihat pada Tabel 5.22 dan Gambar 5.15 berikut ini.
Sambungan Tabel 5.21
Tabel 5.22 Prosentase Peningkatan Kapasitas Dukung Tanah Metode Meyerhof
φdan c dari Pengujian Geser Langsung.
Ganbar 5.15 Prosentase Peningkatan Kapasitas Dukung Tanah Metode Meyerhof
Tanah kohesi ( c ) kg/cm2
(ϕο) qu (t/m2)
Asli 0,18 4,00 4,60 Campuran
0% 0,2 1,15 4.77 5% 0,14 6,00 6.29 10% 0,14 6,55 6.55 15% 0,14 7,40 7.13 18% 0,14 9,35 8.69
BAB VI
PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
6.1 Klasifikasi tanah
Untuk dapat mengelompokkan/mengklasifikasikan sampel tanah dari
Kalangan, Pedan, Klaten, Jateng, maka dibutuhkan data-data hasil pengujian sifat
fisik dan mekanis tanah yang dihasilkan dalam penelitian ini sehingga jenis dan
karakteristik tanah akan dapat ditentukan. Ada 2 (dua) jenis klasifikasi tanah yang
akan digunakan yaitu sebagai berikut :
1. Sistem Klasifikasi Unified.
2. Sistem Klasifikasi AASHTO
6.1.1 Analisis Distribusi Butiran
Hasil pengujian analisa distribusi butiran saringan dari sampel tanah
Kalangan, Pedan, Klaten, Jateng, memiliki kandungan :
- Pasir = 6,95%
- Lanau = 47,68 %
- Lempung = 45,37%
Berdasarkan klasifikasi butiran tanah tersebut diatas maka tanah dari
Klangan, Pedan, Klaten adalah termasuk Tanah lanau kelempungan mengandung
pasir.
6.1.2 Sistem Klasifikasi Unified
Dalam menentukan jenis tanah, Sistem Unified menggunakan sifat-sifat batas
cair dan indeks plastisitasnya, maka diperoleh data sebagai berikut :
Batas Cair (LL) = 50,20 %
Indeks Plastisitas (PI) = 15,34 %
Berdasarkan hasil prosentase diatas maka sampel tanah Kalangan, Pedan,
Klaten, Jateng akan dapat diklasifikasikan kedalam klasifikasi tanah berdasarkan
Unified dengan cara memplotkan prosentase distribusi butiran pasir, lanau dan
lempung kedalam Klasifikasi Unified yang hasilnya dapat dilihat pada Tabel 6.1 dan
Gambar 6.1 dibawah ini.
Tabel 6.1 Klasifikasi Unified
Gambar 6.1 Klasifikasi tanah berdasarkan sistem Unified
MH atau OH
0
10
20
30
40
50
60
70
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100BATAS CAIR
IND
EX
PLA
STI
SIT
AS
Bagian PlastisitasUntuk klasifikasi tanah berbutir-halusdan fraksi halus dari tanah berbutir-kasarBatas Atterberg yang digambarkan dibawah yang diarsir merupakan klasi-fikasi batas yang membutuhkan sim-bol gandaPersamaan garis API = 0,73(LL - 20)
CH
CL
ML& OL
MH&OH
CL - ML
garis A
Sambungan Tabel 6.1
Dari Tabel 6.1 didapatkan titik temu antara kedua garis dariprosentase Indeks
plastisitas dan batas cair, kedua garis tersebut bertemu di zona Tanah MH. Hasil
tersebut menunjukkan bahwa sampel tanah dari Kalangan, Pedan, Klaten, Jateng
adalah termasuk jenis tanah MH (Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau
lanau diatomae, lanau yang elastis)
6.1.3 Sistem Klasifikasi AASHTO
Selanjutnya untuk dapat mengklasifikasikan sampel tanah Sampung kedalam
klasifikasi AASHTO adalah dengan berdasarkan hasil uji analisa distribusi butiran
serta hasil uji batas-batas Atterberg yaitu sebagai berikut :
- Tanah lolos saringan No. 200 = 93,05 %
- Batas cair (LL) = 50,20 %
- Indek plastisitas (PI) = 15,34 %
Dari hasil-hasil pengujian tersebut kemudian akan diplotkan kedalam grafik
plastisitas yang merupakan grafik yang menunjukkan batas-batas antara batas cair
(LL) dan indeks plastisitas. Adapun hasil dari grafik tersebut dapat dilihat pada
Gambar 6.2 dibawah ini.
Gambar 6.2 Grafik plastisitas sistem klasifikasi AASHTO
GI = (F – 35)[0,2 + 0,005 (LL – 40)] + 0,01 (F – 15)(PI – 10)
= (93,05-35)[0,2+0,005(50,20-40)]+0,01(93,05-15)(15,20-10)
= 18,62 = 19
Dengan melihat hasil grafik plastisitas diatas maka didapatkan bahwa sampel tanah
termasuk kelompok tanah A-7 yaitu tanah berlempung, sedangkan berdasarkan nilai
batas plastisitasnya kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 yaitu :
Untuk PL > 30%, klasifikasinya A-7-5.
Untuk PL < 30%, klasifikasinya A-7-6.
Sampel tanah Lempung mempunyai batas plastis (PL) sebesar 34,88%, sehingga
tanah akan dikelompokkan lagi kedalam kelompok A-7-5 (19).
6.2. Klasifikasi Pasir
6.2.1 Klasifikasi tanah Unified
Berdasarkan data hasil pengujian sifat fisik dan mekanik tanah yang
digunakan dalam penelitian ini dapat ditentukan karakteristik tanah dengan sistem
klasifikasi tanah Unified.
Pada Sistem Unified, tanah diklasifikasikan ke dalam tanah berbutir kasar (
kerikil dan pasir ) jika kurang dari 50% lolos saringan nomer 200, dan sebagai tanah
berbutir halus ( lanau/lempung ) jika lebih dari 50% lolos saringan nomer 200.
Selanjutnya, tanah diklasifikasikan dalam sejumlah kelompok dan subkelompok .
Pada Klasifikasai tanah sistem USCS pada pasir Kali Krasak, Sleman
Yogyakarta digolongkan sebagai berikut :
1. Divisi Utama
a. Tanah berbutir kasar yaitu lebih dari 50% butiran tertahan saringan
no. 200( 0,075),
b. Pasir 50% atau lebih dari fraksi kasar tertahan pada ayakan No. 4,
c. Pasir bersih ( hanya pasir ).
2. Simbol Kelompok : SP
3. Nama Umum : Pasir bergradasi buruk dan pasir berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran halus.
4. Kriteria Klasifikasi
Cu = 664,2087,0233,0
1060
==DD
Cc = 855,0)233,0087,0(
132,0)6010(
30 22
==xxDD
D
Cu<6 dan Cc<1, maka termasuk kedalam simbol kelompok SP dengan
gradasi buruk, pasir krikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
Tabel 6.2Klasifikasi Tanah Sistem Unified
Divisi Utama Simbol Kelompok Nama Jenis Nama jenis
tana
h be
rbut
ir ka
sar 5
0% b
utira
n te
rtaha
n sa
ringa
n no
. 200
(0,0
75 m
m)
kerik
il 50
% a
tau
lebi
h da
ri fra
ksi k
asar
terta
han
sarin
gan
no. 4
(4,7
5 m
m)
Kerikil bersih (sedikit atau tak
ada butiran halus)
GW
Kerikil Gradasi baik dan
campuran pasir kerikil, sedikit
atau tidak mengandung butiran halus
pg
gle
bih
dari
12%
lolo
s sa
ringa
n no
. 200
:GM
, GC
, SM
, SC
, 5%
-12%
lolo
s sa
ringa
n no
. 200
. bat
asan
kla
sifik
asi
yang
mem
puny
ai s
imbo
l dob
el
antara 1 dan 3
GP
Kerikil Gradasi buruk dan
campuran pasir kerikil, atau
tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW
Kerikil banyak
kandungan butiran halus
GM Kerikil berlanau, campuran kerikil pasir-lempung
Batas-batas Atterberg
dibawah garis A atau PI < 4
bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
GC
Kerikil berlempung,
campuran kerikil pasir-lempung
batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
pasi
r leb
ih d
ari 5
0% fr
aksi
kas
ar lo
los
sarin
gan
n0. 4
(4
,75
mm
)
Pasir bersih ( hanya pasir )
SW
Pasir Gradasi baik, pasir
kerikil, sedikit atau tidak
mengandung butiran halus
antara 1 dan 3
SP
Pasir Gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit
atau tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW
Pasir dengan butiran halus
SM pasir berlanau,
campuran pasir lanau
Batas-batas Atterberg
dibawah garis A atau PI < 4
bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
SC
pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
6020
2(D20)Cc ,41060
xDDDDCu =>=
6020
2(D20)Cc ,6
1060
xDDDD
Cu =>=
Lanjutan Tabel 6.2 ta
nah
berb
utir
halu
s ≥
50%
lolo
s sa
ringa
n no
. 200
(0,0
75 m
m)
Lanau dan lempung batas cair 50% atau
kurang
ML
lanau tak organik dan pasir sangat halus, serbuk batuan
atau pasir halus berlanau atau berlempung
CL
Lempung tak organik dengan plastisitas rendah sampai
sedang, lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung kurus
('lean clays)
Lanau dan lempung
batas cair > 50%
OL lanau organik dan lempung berlanau organik dengan
plastisitas rendah
MH lanau tak organik atau pasir
halus diatomae, lanau elasris.
CH lempung tak organik dengan
plastisitas tinggi, lempung gemuk ('fatclays')
OH lempung organik dengan plastisitas sedang sampai
tinggi
Tanah dengan kadar organik tinggi Pt
Gambut ("peat") dan tanah lain dengan kandungan
organik tinggi
manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488
6.2.2 Sistem Klasifikasi AASHTO
Sistem klasifikasi AASHTO ( American Association of State Highway and
Transporttation Officials Classification ) membagi tanah ke dalam 8 kelompok, A-1
sampai A-8 termasuk sub-sub kelompok.
1. Klasfkas Umum : Material Granuler ( < 35% lolos saingan No.200 )
2. Klasifikasi Kelompok : A-3
3. Analisa Saringan ( % lolos )
2,00 mm ( no. 10 ) : -
0,425 mm ( no. 40 ) : 51 maks
0,075 mm ( no. 200 ) : 10 maks
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
10
20
30
40
50
74
CL-ML
Diagram Plastisitas :Untuk mengklasifikasi kadar butiranhalus yang terkandung dalam tanahberbutir halus dan tanah berbutir kasar.batas Atterberg yang termasukdalam daerah yang diarsir berartibatasan klasifikasinya menggunakan dua simbol
CL
MLatauOL
CH
MH atau OH
Batas Cair LL (%)Garis A : PI =0,73 (LL - 20)
Inde
ks P
last
isita
s PI (
%)
G aris A
4. Sifat fraksi lolos saringan no. 40
Batas cair ( LL ) : -
Indeks Plastis ( PI ) : NP
5. Indeks Kelompok : ( GI )
GI = ( F-35)[0,2 + 0,005 (LL-40)] + 0,01 (F-15)(PI-10)……………(6.1)
Dengan : GI = indeks kelompok ( group index )
F = persen butiran lolos saringan no. 200 (0,087 mm)
LL = batas cair
PI = indeks plastisitas
GI = ( F-35)[0,2 + 0,005 (LL-40)] + 0,01 (F-15)(PI-10)
= (0-35)[0,2 + 0,005 (0-40)] + 0,01 (0-15)(0-10) = 0 → A-3 ( 0 )
6. Tipe material yang pokok pada umumnya : Pasir halus (+ -) 70%.
7. Penilaian umum sebagai tanah dasar : Sangat baik sampai baik
Tabel 6.3 Prosentase analisis butiran
Finer # 200 3.18 % D10 (mm) 0.087650 D30 (mm) 0.13227Gravel 3.72 % D60 (mm) 0.23354Sand 93.09 % Cu = D60/D10 2.664Silt 3.14 % Cc = D30² / (D10xD60) 0.855Clay 0.04 % D50(mm) 0.193
Tabel 6.4 Klasifikasi tanah Sistem AASHTO
Klasifikasi Umum
material granuler (< 35% lolos saringan no. 200)
Bahan-bahan Lanau-Lempung
(> 35% lolos saringan 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
A-7-5
A-7-6
Analisis Saringan (% lolos) 2,00 mm (no.10) 0,425 mm (no. 40) 0,075 mm (no. 200)
50 maks - - - - - - - - - -
30 maks
50 maks
51 maks - - - - - - - -
5 maks
25 maks
10 maks
35 maks
35 maks
35 maks
35 maks
36 min
36 min
36 min
36 min
Sifat fraksi lolos saringan no. 40 Batas cair (LL) Indeks Plastis (PI)
6 maks
- - 40
maks 41
min 40
maks 41
min 40
maks 41
min 40
maks 41
min
6 maks N.P
10 maks
10 maks
10 maks
11 min
10 maks
10 maks
10 maks
11 min
Indeks kelompok (G) 0 0 0 4 maks 8
maks 12
maks 16
maks 20
maks
Tipe material yang pokok pada umumnya
Pecahan batu, kerikil
dan pasir
Pasir halus
Kerikil berlanau atau berlempung dan pasir
Tanah berlanau
Tanah berlempung
Penilaian umum sebagai tanah dasar
Sangat baik sampai baik Sedang sampai buruk
Sumber : Bowles, J.E, 1986
Catatan : Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergantung pada batas plastisnya (PL) Untuk PL > 30, Klasifikasinya A-7-5 Untuk PL < 30, Klasifikasinya A-7-6 N.P = Non Plastis
6.3 Pengaruh campuran Pasir.
Nilai kuat geser tanah butir halus (φ dan c) dari hasil uji Geser Langsung
seperti pada halaman 62 Tabel 5.19 pada bab 5 kemudian diplotkan kedalam Gambar
6.3 dan 6.4 berikut:
Gambar 6.3 Hubungan antara Sudut Gesek Dalam dengan prosentase penambahan
pasir yang berbeda pada Uji Geser Langsung.
Pada Gambar diatas dapat dijelaskan bahwa nilai sudut gesek dalam akan
terus meningkat berdasarkan semakin banyak campuran pasirnya. Nilai sudut gesek
dalam terendah ada pada pasir dengan prosentase 0% yaitu 1,150, kemudian semakin
meningkat pada pada prosentase 5% yaitu 6,00, 10% yaitu 6,550, 15% yaitu 7,40 dan
18% yaitu sebesar 9,350. Selanjutnya akan terus meningkat dengan penambahan
prosentase campuran pasir.
Gambar 6.4 Hubungan antara Kohesi dengan prosentase penambahan pasir yang
berbeda pada Uji Geser Langsung.
Pada Gambar diatas dapat dijelaskan bahwa nilai Kohesi akan terus
meningkat berdasarkan semakin banyak campuran pasirnya. Nilai Kohesi terendah
ada pada pasir dengan prosentase 18% yaitu 0,14 kg/cm2, kemudian sama pada
prosentase 15% yaitu 0,14 kg/cm2, 10% yaitu 0,14 kg/cm2, 5% yaitu 0,15 kg/cm2.
Nilai Kohesi tertinggi adalah pada prosentase campuran 0% yaitu 0,24 kg/cm2.
6.4 Nilai Kuat Geser Pada Uji Geser Langsung
Pada uji Geser Langsung tanah butir halus yang distabilisasi dengan Pasir
kuat geser dapat dicari dengan rumus :
τ = c + σn tg φ…………………………………………………………(6.2)
Hasil kuat geser tanah dicampur pasir dapat dilihat pada Gambar 65 berikut
ini.
Gambar 6.5 Hubungan antara Tegangan Geser dengan Persentase Campuran Pasir
pada Uji Geser Langsung.
Pada pengujian Geser Langsung tanah dicampur dengan Pasir pada
penambahan campuran 5% mampu memberikan peningkatan tegangan gesernya,
yaitu τ = 0,258 kg/cm2, pada campuran 15% τ = 0,273 kg/cm2, dan pada campuran
18% τ = 0,309 kg/cm2. NIlai tegangan geser terendah pada tanah asli yaitu τ = 0,252
kg/cm2.
6.5 Nilai Kuat Dukung Pada Metode Meyerhoff (1963)
Dengan menggunakan rumus persamaan fondasi yaitu :
qu = sc.dciccNc + sqdqiqDf γNq + sydyiy 0,5 BγNγ………………………………… (6.3)
dengan :
Qu = komponen vertical ultimit (kN)
B = lebar fondasi (m)
γ = berat volume tanah (kN/m³)
c = kohesi tanah (kN/m²) Po = Df γ = tekanan overburden didasar fondasi (kN/m²)
sc,sq,sγ = faktor bentuk fondasi
dc,dq,dγ = faktor kedalaman fondasi
ic,iq,iγ = faktor kemiringan beban
Nc,Nq,Nγ = faktor-faktor kapasitas dukung Meyerhof
Hasil kuat dukung tanah butir halus yang dicampur pasir dapat dilihat pada Gambar
6.6 berikut ini.
Gambar 6.6 Hubungan antara Kuat Dukung dengan Persentase Campuran Pasir
pada Metode Meyerhoff (1963).
Pada Gambar diatas dapat dijelaskan bahwa nilai Kohesi akan terus
meningkat berdasarkan semakin banyak campuran pasirnya. Nilai Kohesi terendah
ada pada pasir dengan prosentase 18% yaitu 0,14 kg/cm2, kemudian sama pada
prosentase 15% yaitu 0,14 kg/cm2, 10% yaitu 0,14 kg/cm2, 5% yaitu 0,15 kg/cm2.
Nilai Kohesi tertinggi adalah pada prosentase campuran 0% yaitu 0,24 kg/cm2.
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
2. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Tanah
1. Berdasarkan sifat fisiknya, tanah butir halus yang berasal dari Kalangan, Pedan,
Klaten, Jawa Tengah. berwarna kehitaman, lengket, dan mengandung pasir. Dari
hasil pengujian pada sistem klasifikasi Unified termasuk dalam golongan tanah
MH yaitu tanah lanau anorganik dengan plastisitas sedang. Berdasarkan sistem
klasifikasi AASHTO, termasuk kedalam kelompok A-7-5 (19).
2. Tanah berbutir halus dengan campuran Pasir pada uji Geser Langsung
mengalami perubahan dengan peningkatan nilai kohesi dan nilai sudut geser
dalam. Kuat geser maksimum terjadi pada campuran pasir 18% yaitu 0,309
kg/cm2. Peningkatan maksimum kapasitas dukung tanah terjadi pada campuran
Pasir dengan persentase pasir 18% adalah 8,69 t/m2
7.2 Saran
a. Untuk peneliti yang ingin meneliti tentang stabilitas tanah dianjurkan untuk
mencoba menggunakan bahan stabilitas lain, dengan catatan harus
memperhatikan tiga faktor yaitu dari segi kuantitas, kualitas dan ekonomis, dan
bisa juga dengan mencoba metode lain atau mengembangkan penelitian yang
sudah ada.
b. Para peneliti juga dapat membuat variasi campuran yang berbeda-beda dan
dapat juga mencoba jenis tanah yang lain.
84
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, J.E, 1986, Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Erlangga, Jakarta.
Bowles, Joseph E, 1991, Analisis dan Desain Pondasi, Erlangga, Jakarta
Craig , R.F, 1991, Mekanika Tanah, Erlangga, Jakarta
Das, Braja M, 1988, Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid
I, Erlangga, Jakarta.
Das, Braja M, 1994, Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid
II, Erlangga, Jakarta.
Dwi Nurhantanti, 2006, Studi eksperimental pengaruh pencampuran portland
cement pada tanah dasar terhadap dimensi pondasi berdasarkan kuat
dukung metode terzaghi, TA Mahasiswa S1 JTS FTSP UII.
Dunn, I.S, Anderson, L.R, Kiefer, F.W, 1992, Dasar-dasar Analisis Geoteknik,
IKIP Semarang Press, Semarang.
Hary Cristady H., 1995, Mekanika tanah 1, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Hary Cristady H., 1992, Mekanika tanah 1, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Hary Cristady H., 2002, Teknik Pondasi 1 dan Teknik Pondasi 2, Beta Offset,
Yogyakarta.
Terzaghi, Karl dan B. Peck, Ralph, 1987, Mekanika Tanah dalam Praktek
Rekayasa Jilid I dan Jilid II, Erlangga, Jakarta.
Wesley, L.D, 1977, Mekanika Tanah, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta