9. surta ria n. panjaitan (kajian terhadap nilai kuat geser tanah gambut muara batang toru sumatera...

8/19/2019 9. Surta Ria n. Panjaitan (Kajian Terhadap Nilai Kuat Geser Tanah Gambut Muara Batang Toru Sumatera Utara Set…

1/19

Jurnal Rancang Sipil Volume 2 Nomor 1, Juni 2013 71

KAJIAN TERHADAP NILAI KUAT GESER TANAH GAMBUT MUARA

BATANG TORU SUMATERA UTARA SETELAH MENGALAMI

PEMAMPATAN AWAL

Surta Ria N. PanjaitanJurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Medan

[email protected]

Abstrak

Tanah gambut adalah campuran dari fragmen – fragmen material organik yang berasal

dari tumbuh-tumbuhan yang telah membusuk. Ini merupakan tantangan berat bagi para rekayasa

sipil dalam merencanakan suatu konstruksi bangunan sipil, karena tanah gambut mempunyai sifat

teknis kurang menguntungkan yaitu kandungan air cukup tinggi, kuat geser rendah dan perilakutanah gambut pada lokasi yang satu dengan yang lain berbeda maka perlu diadakan penelitian

terhadap kuat geser setelah mengalami pemampatan awal. Pengujian yang dilakukan berupa

penentuan nilai parameter kuat geser langsung tanah gambut setelah mengalami pemampatan awal

dengan menggunakan alat uji direct shear test . Uji kuat geser dilakukan pada sampel dengan

waktu pembebanan 0 hari, 1, 2, 3, 4 dan 7 hari dan beban 0, 5, 10, 15 dan 25 kg. Penelitian tanah

gambut Muara Batang Toru – Sidempuan dapat diklasifikasikan sebagai tanah gambut dengankadar abu tinggi ( High As peat ) >15 %, dengan kadar air yang tinggi sebesar 251.81 % dan

mengandung kadar serat >20 %. Kekuatan geser menunjukkan peningkatan akibat penambahan

beban dan lama pembebanan awal dimana nilai kohesi maupun sudut geser mengalami

peningkatan. Nilai kohesi (c) terbesar terjadi pada pembebanan 25 kg dengan waktu 7 hari sebesar

0.039 kg/cm2. Sudut geser dalam (φ) tanah terbesar terjadi pada pembebanan awal 25 kg dengan

waktu 7 hari sebesar 3.5030. Peningkatan ini diakibatkan oleh adanya serat yang saling mengikat.

Dengan meningkatnya nilai kuat geser maka daya dukung tanah pun semakin meningkat.

Kata kunci : tanah gambut, pemampatan, pembebanan awal, kuat geser.

PENDAHULUAN

Lahan gambut di Indonesia tergolong cukup luas yang tersebar dibeberapa daerah

diantaranya Kalimantan, Sulawesi, Irian Jaya, dan Sumatera. Gambut yang lebih dikenal

dengan nama peat , adalah campuran dari fragmen-fragmen material organik yang berasal

dari tumbuh-tumbuhan yang telah membusuk. Sejalan dengan lajunya pembangunan,

terutama berkaitan dengan pekerjaan – pekerjaan teknik sipil baik berupa konstruksi

bangunan gedung, jalan atau pembuatan daerah transmigrasi dan sebagainya. Dari jumlah

pekerjaan tersebut pada daerah tanah gambut menimbulkan banyak masalah bagi

konstruksi yang akan dibangun di atasnya, pada umumnya diakibatkan oleh sifat – sifat

fisik tanah gambut yang mempunyai kandungan air (kadar air) yang sangat tinggi.

Sehingga tanah gambut mempunyai sifat yang kurang menguntungkan bagi konstruksi

bangunan sipil, karena mempunyai kadar air yang tinggi, kemampuan dukung rendah dan

pemampatan yang tinggi. Tanah gambut termasuk sebagai tanah jelek bagi suatu

konstruksi untuk dijadikan sebagai dasar pondasi maka diperlukan penanganan yang tepat

dan benar agar konstruksi dapat berdiri dengan baik serta aman.


2/19


Latar Belakang

Penelitian mengenai tanah gambut pada bidang teknik sipil khususnya geoteknik

mempunyai tantangan tersendiri, karena tanah gambut mempunyai sifat fisik yang kurang

menguntungkan dibandingkan jenis tanah lainnya, maka diharapkan dari penelitian ini

dapat menambah pengetahuan tentang pengaruh beban terhadap tanah gambut. Sejalan

dengan perkembangan pembangunan fisik yang berkaitan dengan teknik sipil baik berupa

transmigrasi, jalan raya dan sebagainya. Pembangunan konstruksi pada lokasi tanah

gambut mempunyai banyak kendala, karena penyelidikan dan penelitian memadai untuk

mengetahui karakteristik serta perilaku tanah gambut belum cukup dilakukan.

Penerapan alternatif untuk membuang lapisan tanah gambut dengan mengganti

dengan tanah yang lebih baik, sering tidak dapat dilakukan karena memerlukan biaya

yang sangat besar. Sebagai konsekwensi harus dapat diterima keberadaan tanah gambut

guna menopang konstruksi sipil pada lapisan tanah dasar. Bilamana ini terjadi konstruksi

akan dibangun mempunyai beban relatif merata seperti jalan, maka salah satu alternatif

untuk memperbaiki tanah gambut tersebut sebelum mendirikan bangunan di atasnya

adalah mempelajari perilaku – perilaku tanah gambut setelah mendapatkan penambahan

beban. Untuk memperbaiki sifat tanah gambut maka dilakukan suatu penelitian dengan

melakukan pemampatan awal, sehingga diharapkan penurunan yang terjadi akibat

pembebanan semakin berkurang serta bertambahnya nilai kuat geser terhadap beban yang

dipikulnya.

Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain untuk menentukan klasifikasi tanah

gambut, nilai kohesi (c) dan besarnya sudut geser dalam (φ) pada tanah gambut Muara

Batang Toru setelah mengalami pemampatan awal.

TINJAUAN PUSTAKA

Tanah Gambut

Tanah gambut merupakan tanah hidromorfik yang bahan asalnya sebagian besar

atau seluruhnya terdiri atas bahan organik sisa-sisa tumbuhan dan selalu dalam keadaan

tergenang air, dimana proses dekomposisinya berlangsung tidak sempurna sehingga

terjadi penumpukan serta akumulasi bahan organik membentuk tanah gambut yang

kedalamannya dibeberapa tempat dapat mencapai 16 meter. Di daerah tropis khususnya

Indonesia terbentuknya gambut pada umumnya terjadi di bawah kondisi dimana tanaman


3/19


yang telah mati tergenang air secara terus menerus, misalnya pada cekungan atau depresi,

danau atau daerah pantai yang selalu tergenang dan produksi bahan organik yang

melimpah dari vegetasi hutan mangrove atau hutan payau.

Tanah gambut merupakan campuran fragmen organik, berasal dari vegetasi yang

telah berubah dan memfosil secara kimiawi. Gambar 2.1 memperlihatkan

photomicrograph menggunakan mikroskop electron tanah gambut suatu daerah

Wisconsin, USA (Edil, 1987) dalam Indra Farni, 1996. Terlihat secara mendetail struktur

mikro dengan ruang pori besar sehingga dapat dimengerti bahwa kandungan air dan

kompresibilitas tanah tersebut tinggi.

Gambut yang ada di bawah permukaan mempunyai daya mampat yang tinggi

dibandingkan dengan mineral tanah pada umumnya. Menurut ASTM D2607-69 dalam

Farni.I., (1996), istilah tanah gambut hanya berhubungan dengan bahan organik berasal

dari proses geologi selain batubara. Terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang telah mati,

berada didalam air dan hampir tidak ada udara didalamnya, terjadi dirawa-rawa dan

mempunyai kadar abu tidak lebih 25% berat kering. Dengan demikian rawa merupakan

tempat pembentukan tanah gambut, dipengaruhi oleh iklim, hujan, peristiwa pasang surut,

jenis vegetasi rawa, topografi serta beberapa aspek geologi serta hidrologi daerah

setempat.

Tanah gambut (peat soil) diketahui sebagai tanah yang mempunyai karakteristik

sangat berbeda, jika dibandingkan dengan tanah lempung. Perbedaan ini terlihat jelas

pada sifat fisik dan sifat teknisnya. Secara fisik tanah gambut dikenal sebagai tanah yang

mempunyai kandungan bahan organik dan kadar air yang sangat tinggi, angka pori yang

besar, dan adanya serat-serat, sedangkan secara teknis yang sangat penting untuk tanah

gambut adalah pemampatan yang tinggi, terjadinya pemampatan primer yang singkat,

adanya pemampatan akibat creep (pamampatan yang terjadi pada tekanan efektif yang

konstan), dan kemampuan mendukung beban yang rendah.

Gambar 2.1. Contoh TeksturTanah Gambut


4/19


Sumber : ( Rahayu, 2003)

Klasifikasi Tanah Gambut

Sistem klasifikasi tanah gambut yang selama ini dikenal didasarkan pada jenis

tumbuhan pembentuk seratnya. Menurut ASTM 1969 (DS2607) dalam Noor E 1997,

gambut tidak hanya diklasifikasikan menurut jenis tanaman pembentuk serat saja tapi

juga kandungan seratnya, sistem ini mengelompokkan tanah kedalam 5 kelompok seperti

ditunjukkan pada Tabel 2.1. Sistem klasifikasi yang didasarkan pada tanaman pembentuk

serat-serat ini sering kali membingungkan. Sistem klasifikasi menurut jenis tanaman

pembentuk serat ini juga membutuhkan pengetahuan tentang flora. Karena alasan tersebut

orang-orang teknik mulai menghindari pemakaian sistem klasifikasi berdasarkan jenis

tumbuhan dan kandungan organiknya. Menurut USSR System (1982) dalam Noor E.

1997, tanah organik diklasifikasikan sebagai tanah gambut apabila kandungan organiknya

50 % atau lebih.

Tabel 2.2 Klasifikasi tanah gambut menurut ASTM 1969 (DS2607)

No. Nama Keterangan

1.

Sphagnum Moss

Peat

(Peat Moss)

Apabila dikeringkan pada suhu 1050C, kandungan serat

dari sphagnum moss minimum 66 2/3 %

2.Hypnum Moss

Peat

Apabila dikeringkan pada 1050C, kandungan seratnya

minimum 33 1/3 % dimana lebih dari 50 % dari serat –

serat tersebut berasal dari bermacam – macam jenis

hypnum moss peat

3. Ree Sedge Peat

Apabila dikeringkan pada 1050C, kandungan seratnya

minimum 33 1/3 % dimana lebih dari 50 % dari serat –

serat tersebut berasal dari ree-sedge peat dan dari non

moss yang lain

4. Peat HumusApabila dikeringkan pada 105

0C, kandungan seratnya

kurang dari 33 1/3 %

5.Peat – peat yang

lain

Gambut yang dikelompokkan disini adalah semua tanah

gambut yang tidak masuk dalam 4 kelompok diatas.

Sumber : Dalam Noor Endah, (1997), Jurnal Geoteknik


5/19


Menurut Mac Farlane dan Radforth (1965), tanah gambut dibagi dalam 2

kelompok yaitu

a. Gambut berserat (Fibrous Peat)

b.

Gambut tidak berserat (Amorphous Granular Peat)

Pengelompokkan tanah tersebut didasarkan pada kandungan seratnya dimana

gambut dengan kandungan serat 20 % atau lebih dikelompokkan kedalam gambut

berserat (Fibrous Peat). Sedang gambut amorphous granular pada umumnya terdiri dari

butiran berukuran colloid (2µ) serta sebagian besar air porinya terserap disekeliling

permukaan butiran tanah.

Klasifikasi tanah gambut antara lain :

1. Menurut ASTM D4427-84 (1989) dalam Noor E 1997, berdasarkan kadar abu :

-

Low Ash-peat, bila kadar abu 5 %

- Medium Ash-peat, bila kadar abu 5 - 15 %

- High Ash-peat, bila kadar abu > 15 %

2. Menurut Meene (1982) dalam Noor E 1997, berdasarkan bentuk dan kondisi

geografis :

- Topogeneous Peat/ Marsh Peat

Yaitu gambut yang diendapkan dibawah muka air tanah akibat terjadinya depresi

topografi.

- Ombrogeneous Peat

Yaitu gambut yang diendapkan diatas muka air tanah akibat pengaruh hujan.

Menurut beberapa hasil penelitian bahwa jenis gambut di Indonesia adalah

gambut berserat (fibrous peat), seperti didaerah Palangkaraya dan Banjarmasin adalah

jenis gambut berserat (fibrous peat), (Noor Endah, 1999). Demikian juga hasil penelitian

tanah

Gambut Lampung yang diklasifikasikan sebagai tanah gambut berserat (fibrous

peat) atau peat moss dengan kandungan abu tinggi (high ash-peat), (Waruwu A,2002) dan

tanah gambut di Pekan Heram dan di Pulau Padang Sumatera, pada umumnya jenis

gambut ygn mengandung serat dan kayu – kayuan (fibrous peat dan woody peat).

Menurut Fahmudin Agus dan I.G.Madi Subiksa (2008), dalam Balai Pnelitian

Tanah dan World Agroforestry Centre (ICRAF) Bogor (2008). Gambut diklasifikasikan

lagi berdasarkan berbagai sudut pandang yang berbeda, dari tingkat kematangan, maka

gambut dibedakan menjadi:


6/19


• Gambut saprik (matang) adalah gambut yang sudah melapuk lanjut dan bahan

asalnya tidak dikenali, bewarna coklat tua sampai hitam, dan bila diremas kandungan

seratnya < 15%

•

Gambut hemik (setengah matang) dapat dilihat pada gambar 2.2 adalah gambut

setengah lapuk, sebagian bahan asalnya masih bisa dikenali, bewarna coklat, dan bila

diremas bahan seratnya 15 – 75%

• Gambut fibrik (mentah) dapat dilihat pada gambar 2.3 adalah gambut yang belum

melapuk, bahan asalnya masih bisa dikenali, bewarna coklat, dan bila diremas > 75%

seratnya masih tersisa.

Gambar 2.2. Contoh Tanah Gambut Hemik (setengah matang)

Sumber : Balai Penelitian Tanah dan World Agroforestry Centre (ICRAF)

Bogor (2008).

Gambar 2.3. Contoh Tanah Gambut Fibrik (mentah)

Sumber : Balai Penelitian Tanah dan World Agroforestry Centre ICRAF) Bogor (2008).


7/19


Perilaku Tanah Gambut

Konsep dasar untuk tanah yaitu terdiri dari 3 fase yang meliputi fase padat

(solid), fase cair (liquid) dan fase gas. Konsep tersebut berlaku juga untuk tanah gambut

amorphous granular (amorphous granular peat) dan tanah gambut berserat (fibrous peat),

dan ditanah gambut berserat tidak selalu merupakan bagian yang padat (solid) karena fase

tersebut pada umumnya terdiri dari serat – serat yang berisi air dan gas. Oleh sebab itu,

Mac Farlane (1959), dalam Indra Farni, 1996, menyebutkan bahwa gambut berserat

mempunyai 2 jenis pori yaitu pori diantara serat-serat (makro pori) dan pori yang ada

dalam serat-serat yang bersangkutan (mikro pori), sifat fisik tanah gambut dan tanah

lempung sangat berbeda satu terhadap yang lain, hal ini disebabkan fase solit yang ada

pada tanah gambut pada umumnya berupa serat-serat yang berisi air atau gas. Parameter-

parameter yang penting dalam menentukan sifat fisik tanah gambut dan tanah lempung

adalah berat volume, berat jenis (specific gravity), kadar air dan angka pori.

Kadar Air (w)

Untuk tanah gambut, kadar air dapat lebih besar dari 200%. Tetapi kadar air

tersebut akan berkurang dengan drastis bila bercampur dengan bahan anorganik. Karena

tanah gambut mempunyai kemampuan yang cukup tinggi untuk nyerap dan menyimpan

air, jumlah air yang dapat diserap sangat tergantung pada derajat dekomposisi tanah yang

bersangkutan.

Specific Gravity

Nilai berat jenis (specific gravity) dari tanah gambut adalah lebih besar dari 1.0.

Menurut Mac Farlane, (1969) dalam Noor Endah, (1997), dalam Buku Jurnal Geoteknik

Volume III, harga berat jenis (specific gravity) rata-rata adalah 1.50 atau 1.60. Dan jika

lebih besar dari 2,0 tanah gambut yang diteliti sudah tercampur dengan bahan anorganik.

Nilai Gs untuk tanah gambut (peat) ditentukan dengan minyak kerosin.

Angka Pori

Nilai angka pori tanah gambut adalah sangat besar yaitu berkisar antara 5 s/d 15.

Untuk tanah gambut berserat pernah ada yang mempunyai angka pori sebesar 25, sedang

tanah gambut tak berserat (armorphous granular) mempunyai angka pori sangat kecil

yaitu sebesar 2 (Hellis dan Brawner, 1961) dalam Noor Endah, (1997)

Angka pori untuk tanah gambut adalah sangat besar terutama tanah gambut

berserat, sedang tanah gambut tidak berserat (amorphous peat) mempunyai angka pori


8/19


sangat kecil sekitar 2,00. Hobbs (1986) dalam Bell (1992) menyatakan bahwa semakin

tinggi kadar air tanah gambut, maka semakin besar angka pori.

Berat Volume

Berat volume tanah gambut sangat rendah, untuk gambut yang mempunyai kadar

organik yang tinggi dan terendam air, maka berat volumenya kira-kira sama dengan berat

volume air (Mac farlene 1969). Hasil pengujian beberapa peneliti yang dirangkum oleh

Mac Farlene, menunjukkan bahwa berat volume tanah gambut berkisar antara 0,0 – 1,25

t/m3.

Kadar Abu dan Kadar Organik

Kadar abu tanah gambut dapat ditentukan dengan cara memasukkan gambut

(yang telah dikeringkan pada temperature 105oC ) kedalam oven pada temperatur 440

oC

(metode C) atau 750oC (metode D), sampel yang bersangkutan menjadi abu (ASTM D

2974-87). Menganjurkan pemakaian temperature oven sekitar 800oC s/d 900

oC selama 3

jam. Persentase abu dihitung terhadap berat kering tanah sampel menurut (Mac Farlane

1969), dalam Noor Endah, (1997).

Kekuatan Geser Tanah Gambut

Setyanto (1993), dalam Farni I.,(1996), menghasilkan analisis dan eksperimentasi

mengenai kekuatan geser tanah gambut palembang menggunakan modifikasi alat

pembebanan awal. Alat tersebut memepunyai ukuran yang sama dengan dimensi contoh

yang akan diuji.

Bentuk kurva regangan dan tegangan deviator pada tanah gambut yang sudah diberikan

beban awal lebih dahulu mempunyai rupai bentuk umum yang terjadi pada tanah

lempung seperti pada gambar 2.12, tetapi posisi puncak regangan deviator sedikit berbeda

dari kondisi tanah lempung. Pada tanah lempung jenuh posisi puncak tegangan deviator

berada pada sekitar 12 % regangan, sedangkan pada gambut berada pada antara 12 % - 14

% regangan.


9/19


Gambar 2.12. Hubungan regangan dengan tegangan deviator pada Pembebanan awal

200 kPa

Sumber : Farni Indra,Tesis Geoteknik Program Pasca Sarjana-ITB

Dari kurva lintasan tegangan tanah gambut pada gambar 2.13., menunjukkan

kondisi terkonsilidasi normal (normally consolidated). Hal ini karena pengambilan contoh

tanah gambut berada dekat permukaan, sehingga beban awal selalu lebih besar dari

kondisi awal. Dari kurva lintasan tegangan pada kondisi total didapatkan harga sudut

geser dalam antara 9,10 – 18,4

0, nilai kohesi antara 2,55 – 5,00 kPa.

Gambar 2.13. Kurva lintasan tegangan dengan lama pembebanan awal 30 hari

Sumber : Farni Indra,Tesis Geoteknik Program Pasca Sarjana-ITB


10/19


Faktor – faktor Yang Mempengaruhi Besarnya Tegangan Geser Tanah

Beberapa factor yang mempengaruhi kuat geser tanah yang di uji di laboratorium, antara

lain :

1)

Kandungan mineral dalam butiran tanah

2) Bentuk partikel

3) Angka pori dan kadar air

4) Sejarah tegangan yang pernah dialaminya

5) Tegangan yang ada dilokasi (didalam tanah)

6) Perubahan tegangan selama pengambilan contoh tanah

7) Tegangan yang dibebankan selama pengujian

8) Cara pengujian

9)

Kecepatan pembebanan

10) Kondisi drainase yang dipilih, drainase terbuka (drained) atau tertutup (undrained)

11) Tekanan air pori yang ditimbulkan

12) Penentuan yang diambil untuk penentuan kuat gesernya.

Butir 1) sampai 5) ada hubungannya dengan kondisi aslinya yang tidak dapat

dikontrol tetapi dapat dinilai dari hasil pengamatan dilapangan, pengukuran dan kondisi

geologi. Butir 6) tergantung dari kualitas benda uji dan penanganan benda uji dalam

persiapan pengujiannya. Sedang butir 7) sampai 12) tergantung dari pengujian yang

dipilih.

Perilaku Pemampatan Tanah Gambut

Perilaku pemampatan tanah gambut sangat berbeda dengan tanah lempung,

dimana pemampatan yang terjadi pada tanah gambut merupakan proses pemampatan

yang lama.

Tanah gambut mempunyai porositas yang tinggi, oleh karena itu pemampatan

awal terjadi berlangsung sangat cepat. Selama proses pemampatan, daya rembes tanah

gambut berkurang dengan cepat sehingga menyebabkan berkurangnya kecepatan

pemampatan. Proses dekomposisi pada serat – serat didalam tanah gambut menyebabkan

perilaku pemampatan semakin rumit. Hal ini disebabkan oleh struktur serat-serat menjadi

hancur serta bentuk gas akibat proses tersebut. (Hanrahan 1954, Hallingshead &

Raymong 1972, Dhowian & Edil 1980) dalam Farni I. (1996)


11/19


Teori Untuk Penanggulangan Masalah Pemampatan

Penggunaan dan Mekanisme Teknik Pemampatan Awal

Perbaikan tanah dengan teknik pemampatan ini terutama ditujukan untuk tanah-

tanah mengalami penurunan yang besar bila dibebani. Selain itu, pemampatan pada tanah

lunak dan mudah memampat dapat menyebabkan peningkatan kekuatan tanah, karena

tanah memampat mempunyai struktur susunan partikel lebih rapat serta lebih kokoh.

Selain itu, tanah-tanah lunak sering tidak memiliki daya dukung cukup untuk melawan

beban bangunan. Untuk itu perlu dilakukan pemampatan tanah sebelum bangunan

didirikan dengan tujuan pokok sebagai berikut :

1. Menghilangkan sama sekali (atau sebagian besar), penurunan konsolidasi akibat

beban bangunan tersebut. Menghilangkan penurunan konsolidasi ini dilakukan

dengan beban awal (pre-loading) yang lebih besar atau sama dengan beban

bangunan rencana. Bila total penurunan tanah sesuai dengan direncanakan telah

dicapai, beban awal itu dapat dihilangkan (dibongkar). Kemudian bangunan dapat

dilaksanakan dan perbedaan penurunan diharapkan sangat kecil. Karena beban

awal tersebut diberikan sebelum beban sesungguhnya (hanya untuk

memampatkan saja), cara seperti ini lebih dikenal dengan cara beban awal.

Sistem pemadatan ini juga disebut sebagai precompression.

2. Meningkatkan daya dukung tanah dasar. Pemampatan dapat meningkatkan

tahanan geser tanah sehingga tanah lunak yang mempunyai daya dukung rendah

menjadi lebih kuat dan lebih stabil dalam mendukung beban bangunan.

Perbaikan tanah dengan cara pemampatan awal (precompression) ini cocok untuk tanah

lempung lunak jenuh air, tanah lanau compresisible, tanah lempung organick dan tanah

gambut. Untuk mempercepat waktu pemampatan awal, dapat digunakan drainase-

drainase vertikal (vertical drains) untuk memperpedek aliran drainase air pori. Teknik

beban awal ini telah berhasil diterapkan pada tanah-tanah yang mendukung pondasi

gedung, embankment, jalan raya, abutment jembatan dan sebagainya.

Hubungan Dengan Penelitian Sebelumnya

Budi Susilo Soepandji (1996) menyelidiki sifat fisis tanah gambut Palembang,

seperti terlihat dibawah ini :

Tanah gambut Palembang

Kadar Air (Wc) = 215,36 %

Berat Volume (γ) = 11,23 kN/m3

Berat jenis (Gs) = 1,816


12/19


Kadar Abu = 50,47 %

A’azokhi Waruwu (2002) menyelidiki sifat fisis tanah gambut Lampung, seperti

terlihat dibawah ini :

Tanah gambut Lampung

Kadar Air (Wc) = 152,80 %

Berat Volume (γ) = 11,20 kN/m3

Berat Volume kering (γd) = 4,43 kN/m3

Angka Pori Awal (eo) = 4,43 kN/ m3

Berat jenis (Gs) = 1,98

Kandungan Organik = 52,30 %

Kadar Abu = 47,70 %

METODOLOGI PENELITIAN

Pengambilan Sampel

Bahan uji yang diteliti yaitu tanah gambut yang diambil dari daerah Muara

Batang Toru Propinsi Sumatera Utara. Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan cara

menggali yang berbentuk bukit dengan kedalaman 0.50 meter, sampel tanah tersebut ada

dua jenis yaitu sampel tanah yang terganggu (disturbed) dimasukan kedalam goni dan

jenis tanah tidak terganggu (undisturbed sample) dimasukkan kedalam tabung yang

berukuran 40 cm dengan diameter 7 cm.

Kegiatan Penelitian Di Laboratorium

Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah metode eksperimen. Prosedur

pelaksanaan dalam pengujian sampel mengikuti prosedur test yan dikeluarkan oleh

AASHTO dan ASTM.

Pengujian Pendahuluan

Pada tahahp penelitian pendahuluan, ada empat pengujian yang dilakukan yaitu :

1. Kadar Air

2. Berat Jenis (specific gravity)

3. Angka pori

4. Kadar organik, kadar serat dan kadar abu tanah gambut


13/19


Pengujian Utama

Pengujian utama yang dilakukan yaitu uji kuat geser langsung (direct shear test)

yang bertujuan untuk mengetahui besarnya sudut geser dan kohesi tanah gambut Muara

Batang Toru dengan menggunakan kotak geser yang berbentuk lingkaran yang

berdiameter ± 6.5 cm, lalu contoh tanah dimasukkan kedalam kotak geser dan

ditempatkan pada alat geser langsung dengan pembebanan sebesar 10 kg, 20 kg dan 30

kg. Pembacaan dilakukan tiap selang waktu 15 detik pada dua menit pertama, selanjutnya

pembacaan dial dilakukan tiap selang waktu 30 detik sampai tanah tersebut runtuh.

Prosedur Percobaan

Dalam pengujian geser langsung ini ada beberapa prosedur dalam melakukan

pengujiannya antara lain :

1. Meletakkan contoh tanah yang telah mengalami pemampatan awal ke dalam ring

cetakan dengan menggunakan extruder

2. Meletakkan contoh tanah diantara dua buah batu pori, lalu contoh tanah dimasukkan

kedalam kotak geser dan ditempatkan pada alat kuat geser langsung dengan

pembebanan 10 kg, 20 kg dan 30 kg.

3. Melakukan pembacaan dial konsolidasi dan dial penggeseran tiap selang waktu 15

detik pada 2 menit pertama, selanjutnya pembacaan dial dilakukan tiap selang 30

detik sampai tanah tersebut runtuh.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisik Dan Klasifikasi Tanah Gambut Yang Diteliti

Penelitian pendahuluan terhadap sifat-sifat fisik tanah gambut Muara Batang

Toru adalah sebagaimana yang ada pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Penelitian pendahuluan sifat fisis tanah gambut Muara Batang Toru

No Data Pengujian Hasil

1 Kada Air Awal (wc) 251.81%

2 Berat Volume basah (γb) 1.31 gr/cm3

3 Berat Volume kering (γd) 0.37 gr/cm3

4 Berat Jenis (Gs) 1.74

5 Angka Pori awal (eo) 6.04

6 Kadar Abu 52.73 %

7 Kadar serat 57.80 %

8 Kandungan Organik 47.27 %


14/19


Seperti yang telah dilampirkan pada tabel 4.1 terlihat bahwa gambut yang diteliti

dapat diklasifikasikan sebagai High Ash-pet (tanah gambut dengan kadar abu tinggi)

menurut ASTM D4427-84 (1989) karena mengandung kadar abu > 15 %, dan juga

sebagai tanah gambut berserat ( fibrous peat ) menurut Mac Farlane dan Radforth (1965)

karena mengandung > 20 % kadar serat. Juga menunjukkan bahwa tanah gambut Muara

Batang Toru mempunyai kadar air yang sangat tinggi yaitu 251,81 % dimana sebagian

besar air porinya terserap di sekeliling permukaan butiran.

Pengaruh Besar dan Lama Pembebanan Awal Terhadap Kadar Air

Dari tabel 4.2 dan gambar 4.1, terlihat bahwa pengaruh kadar air akibat besarnya

beban awal dan lama waktu pembebanan sehingga memberikan perbedaan yang cukup

berarti. Persentase kadar air masih tergolong cukup tinggi walaupun telah dibebani

dengan beban awal 5 kg, 10 kg, 15 kg, 20 kg dan 25 kg dengan periode waktu 1 hari, 2

hari, 3 hari, 4 hari dan 7 hari, namun kondisi ini disebabkan oleh kandungan serat yang

masih menyimpan air tetap berlangsung pada makro pori. Penurunan kadar air tinggi

terjadi pada pembebanan awal 25 kg dengan lama pembebanan 7 hari.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

kadar air (%)

W a k t u ( h a r i )

0

5

10

15

20

25

30

B e b a n ( k g )

Waktu pembebanan (Hari) Beban (kg)

Gambar 4.1. Grafik Pengaruh besar dan lama beban awal terhadap kadar air

Pengaruh Besar dan Lama Pembebanan Awal Terhadap Berat Volume Basah dan

Berat Volume Kering

Pada gambar 4.2 dapat dilihat bahwa semakin besar dan lama waktu

pembebanan, maka semakin besar penurunan volume basah. Hal ini disebabkan karena

dengan semakin besarnya beban awal yang diberikan pada tanah gambut maka terjadi

pemampatan dan air yang ada didalam tanah akan semakin keluar melalui batu pori,


15/19


dengan keluarnya air dari tanah gambut tersebut maka berat tanah akan semakin

berkurang.

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

0 5 10 15 20 25 30

Beban (kg)

B e r a t i s i b a s a h ( g r / c m 3 )

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

B e r a t i s i k e r i n g ( g r / c m 3 )

berat isi basah berat isi kering

Gambar 4.2. Grafik hubungan Pengaruh Besar Beban Awal terhadap

Berat Volume kering dan berat Volume basah

Sebaliknya pada gambar 4.3 dapat dilihat dimana untuk berat volume kering

dengan semakin lamanya waktu pembebanan awal yang diberikan pada tanah gambut

maka terjadi pemampatan atau bertambahnya kepadatan sehingga semakin besar kenaikan

berat volume kering tanah tersebut.

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

0 2 4 6 8

Waktu (Hari)

B e r a t i s i b a s a h ( g r / c m 3 )

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

B e r a t i s i k e r i n g ( g r / c m 3 )

berat isi basah berat isi kering

Gambar 4.3. Grafik hubungan pengaruh waktu pembebanan Awal terhadap Berat

Volume kering dan berat Volume basah

Dari gambar 4.2 dan gambar 4.3 menunjukkan bahwa Penurunan berat volume

basah dan kenaikan berat volume kering mulai terlihat pada waktu pembebanan awal 20

kg dan waktu pembebanan 4 hari.


16/19


Pengaruh Besar dan Lama Pembebanan Terhadap Sudut Geser Dalam Dan Nilai

Kohesi Gambut Sebelum dan Sesudah Mengalami Pemampatan Awal

Dari hasil pengujian kuat geser langsung dapat dilihat bahwa nilai kohesi dan

sudut geser pada tanah gambut Muara Batang Toru mengalami peningkatan dengan

adanya pemampatan awal serta lamanya waktu pembebanan dan penambahan beban.

Sedangkan peningkatan sudut geser mulai terlihat perubahan yang signifikan terjadi pada

pembebanan 20 kg, sedangkan nilai kohesinya tidak ada kenaikan yang sangat berarti

seperti terlihat pada tabel 4.5 dan gambar 4.4.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0 5 10 15 20 25 30

Beban (kg)

c o h e s i ( k g / c m 2 )

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

S u d u t G e s e r D a l a m ( 0 )

kohesi Sudut geser dalam

Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Besar Beban Awal terhadap nilai kohesi dan sudut geser

dalam

Dari gambar 4.5 dan tabel 4.6 menunjukkan bahwa nilai sudut geser dalam mengalami

peningkatan akibat lamanya waktu pembebanan dimnana nilai sudut geser dalam terjadi

perubahan yang berarti pada waktu 4 hari sedangkan nilai kohesi tidak mengalami

perubahan yang sangat besar.

Pada proses pengujian kuat geser langsung dimana pembebanan 25 kg serta

waktu pembebanan 7 Hari didapat nilai kuat geser maksimum sebesar 0,57 kg/cm2 seperti

terlihat pada gambar 4.6 dan tabel 4.7. Pada pengujian ini peningkatan yang terjadi pada

sudut geser ini diakibatkan oleh adanya ikatan-ikatan serat antara tanah gambut terhadap

besar beban awal yang diberikan dan juga waktu pembebanan ini terlihat pada gambar 4.4

dan gambar 4.5.


17/19


0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Waktu Pem bebanan (hari)

C o h e s i ( k g / c m 2 )

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

S u d u t g e s e r d a l a m ( 0 )

kohesi Sudut geser dalam

Gambar 4.5. Grafik Pengaruh Lama Pembebanan awal terhadap nilai kohesi dan sudut

geser dalam

0

0.25

0.5

0.75

1

0 0.5 1

Normal Stress, σσσσn (kg/cm2)

S h e r a S

t r e s s ,

τ

τ

τ τ

( k g / c m

2 )

Awal

1 Hari - 5 kg

2 Hari - 10 kg

3 Hari - 15 kg

4 Hari - 20 kg

7 Hari - 25 kg

Gambar 4.6. Grafik hubungan antara Normal Stress dengan Shear Stress untuk

pembebanan 0, 5, 10, 15, 20 dan 25 kg dengan waktu 1, 2, 3, 4 dan 7

hari

Pembahasan

Dari pembahasan sebelumnya penulis telah melakukan diskusi yang hasilnya

sebagai berikut:

1. Kadar Air tanah gambut Muara Batang Toru adalah 251,81 %


18/19


2. Klasifikasi tanah gambut yang berasal dari Muara Batang Toru – Sidempuan adalah

sebagai tanah gambut dengan kadar abu tinggi ( High Ash-peat ) menurut ASTM

D4427-84 (1989).

3.

Dilihat dari kadar serat bahwa tanah gambut Muara Batang Toru – Sidempuan adalah

sebagai tanah gambut berserat ( fibrous peat ) karena mengandung kadar serat 57.80 %

> 20 % menurut Mac Farlane dn Radforth (1965).

4. Nilai berat jenis (specific gravity) dari tanah gambut Muara Batang Toru –

Sidempuan adalah 1.74 < 2.00 menurut Mac Farlane (1969)

5. Berat volume basah semakin mengecil diakibatkan oleh adanya pemampatan awal

sebaliknya berat volume kering semakin meningkat dari keadaan awal.

6. Untuk kuat geser, nilai kohesi dan sudut geser terjadi peningkatan setiap penambahan

beban dan lama waktu pembebanan. Peningkatan nilai kohesi terbesar terjadi pada

pembebanan 25 kg dengan waktu 7 hari sebesar 0.039 kg/cm2, sudut geser dalam

mengalami peningkatan terbesar pada pembebanan 25 kg dengan waktu 7 hari sebesa

3.500. Peningkatan ini diakibatkan oleh tanah yang semakin mampat serta kandungan

serat-serat pada tanah gambut tersebut. Dengan meningkatnya nilai kuat geser maka

daya dukung tanah gambut tersebut semakin meningkat.

7. Peningkatan nilai kohesi dan nilai sudut geser dalam tanah gambut Muara Batang

Toru sangat dipengaruhi oleh besar beban dan lama waktu pembebanan dimana pada

pembebanan 20 kg dengan waktu 4 hari tanah gambut sudah menunjukkan perubahan

yang cukup berarti.

8. Dari hasil penelitian yang dilakukan mengenai nilai kuat geser Tanah gambut Muara

Batang Toru setelah mengalami pemampatan secara teknis Tanah gambut Muara

Batang Toru bisa digunakan sebagai tanah dasar dalam konstruksi sipil.

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil penelitian Tanah Gambut Muara Batang Toru yang kemudian dianalisa dan di

diskusikan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu :

1. Tanah gambut yang diteliti dapat diklasifikasikan sebagai tanah gambut dengan kadar

abu tinggi ( High Ash-peat ) dan juga tanah gambut berserat ( fibrous peat )

2. Kadar air tanah gambut Muara Batang Toru adalah 251.81%

3. Nilai sudut geser tanah gambut Muara Batang Toru mengalami peningkatan terbesar

terjadi pada pembebanan 25 kg dengan waktu pembebanan 7 hari sebesar 3.50,

sedangkan nilai kohesi juga terjadi peningkatan terbesar pada pembebanan 25 kg

dengan waktu pembebanan 7 hari sebesar 0.039 kg/cm2.


19/19


4. Peningkatan nilai sudut geser dalam dan juga nilai kohesi tanah gambut terjadi akibat

tanah yang semakin mampat serta kandungan serat pada tanah gambut tersebut.

Dengan meningkatnya nilai kuat geser maka daya dukung tanah gambut tersebut

semakin meningkat.

DAFTAR PUSTAKA

Agus Fahhmuddin, dan Made Subiksa, I. G., 2008, Balai Penelitian Tanah dan World

Agroforestry Centre (ICRAF), Bogor.

Braja, M. Das, 1993, Jilid I, Mekanika Tanah, Penerbit Erlangga. Jakarta

Farni Indra, 1996, Studi Experimental Pemampatan Dan Kekuatan Geser Tanah Gambut

Jambi Setelah Mengalami Pemampatan Awal, Tesis Jurusan Teknik Sipil ITB,

Bandung

Hardiyatmono, H. C., 1994, Mekanika Tanah II, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

T. Ilyas, W. Rahayu dan D. S. Arifin.,Maret 2008,Edisi No.1 Tahun XXII, Jurnal

Teknologi

Noor, E. M., 1997, Perbedaan Perilaku Teknis Tanah Lempung dan Tanah Gambut (peat

soil), Jurnal Geoteknik. Volume, III. Bandung.

9. surta ria n. panjaitan (kajian terhadap nilai kuat geser tanah gambut muara batang toru sumatera...

Documents