korelasi antara gradasi material timbunan reklamasi dengan kepadatan dan kuat geser tanah

5/24/2018 KORELASI ANTARA GRADASI MATERIAL TIMBUNAN REKLAMASI DENGAN KEPADATAN DAN KUAT GESER TANAH - slidepd

1/10

ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-19

KORELASI ANTARA GRADASI MATERIAL TIMBUNAN REKLAMASIDENGAN KEPADATAN DAN KUAT GESER TANAH

Kukuh Prihatin (Mhs S2 Geoteknik FTSP ITS)

Prof. Dr. Ir. Herman Wahyudi (Dosen Pembimbing)Email: [email protected]

ABSTRAK

Pengembangan lahan dengan cara penimbunan reklamasi memerlukanmaterial yang harus memenuhi persyaratan gradasi butiran, kerikil maksimum30%, pasir minimum 50% dan lanau-lempung maksimum 20%, disampingpersyaratan kepadatan timbunan. Pihak pelaksana lapangan, umumnya inginmengetahui secara cepat dan mudah dari material yang tiba, hanya denganuji ayakan dapat langsung ditentukan derajat kepadatannya tanpa harusmelakukan uji kepadatan. Selain itu adanya kesulitan dalam menentukantingkat kepadatan karena tanah timbunan yang tiba di lapangan didominasilanau-lempung. Perubahan kadar air juga berpengaruh terhadap kwalitas

kepadatan, karena musim penghujan dan pasang surut air. Posisi muka airmempengaruhi kondisi tanah timbunan menjadi jenuh dan tidak jenuh. Semuapermasalahan ini akan mempengaruhi daya dukung tanah timbunan reklamasi

yaitu kuat geser tanah (sudut geser dalam,dan kohesi,C).Penelitian melalui uji laboratorium ini menggunakan material

timbunan yang diambil dari quarry sungai, pantai dan bukit denganpersyaratan lanau-lempung maksimum 20% dan pasir minimal 80%, denganmaterial kerikil terwakili oleh pasir. Material tersebut diuji ayakan danhidrometer serta hasilnya dibuat grafik gradasi berdasarkan metode USCSuntuk menentukan Cu (koefisien keseragaman) dan Cc (koefisien curvature).Berikutnya, pemadatan Modified Proctor dengan jumlah sampel sebanyak 50sampel (10 lokasi x 5 sampel/lokasi). Tahap akhir, pengujian kuat geser tanahdengan uji Direct Shear sebanyak 60 sampel (10 lokasi x 3 sampel/lokasi x 2sampel kondisi jenuh-tidak jenuh) dengan kadar air kondisi jenuh (pada garis

Zero Air Void) dan tidak jenuh (pada wopt) yang ditentukan dari grafikpemadatan, untuk memperoleh C dan .

Hasil penelitian menunjukkan semakin besar Cc/Cu (tanah semakin

homogen) maka semakin kecil dmax (dmax = -0,808.Cc/Cu + 2,061) dansemakin besar wopt (wopt = 7,512.Cc/Cu + 9,492) dan sebaliknya. Sedangkansemakin besar nilai Cc/Cu maka semakin kecil nilai kohesi (C) dan sudut

geser dalam(). Kondisi tidak jenuh menunjukkan nilai yang lebih besar ( C =

-0,088.Cc/Cu + 0,087 dan = -29,886.Cc/Cu + 53,309) dibandingkan pada

kondisi jenuh ( C = -0,057.Cc/Cu + 0,072 dan = -33,052.Cc/Cu + 48,761)pada nilai Cc/Cu yang sama. Persamaan antar parameter ini hanya validdigunakan untuk material timbunan reklamasi dengan komposisi pasir minimal80% dan lanau-lempung maksimal 20%.

Kata kunci: gradasi, timbunan, reklamasi, kepadatan, kuat geser tanah

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pertumbuhan penduduk yang tinggimengakibatkan lahan hunian semakin sempitdan perlu adanya pengembangan lahan.

Salah satu cara untuk tujuan pengembangankawasan dengan cara reklamasi. Salah satutype reklamasi adalah suatu pekerjaanpenimbunan tanah dengan skala volume danluasan yang sangat besar pada suatu lahanatau kawasan kosong dan berair seperti di


2/10

Korelasi Antara Gradasi Material Timbunan Reklamasi Dengan Kepadatan Dan Kuat Geser Tanah

ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-20

kawasan pantai, daerah rawa, sungai, danaudan suatu lokasi di laut. Reklamasimerupakan suatu cara tepat untukmengatasi social cost yang tinggi untukpembebasan tanah di kawasan yang padat

penduduknya.

Pelaksanaan reklamasi pantai membutuhkanvolume material timbunan sangat besar.Selain persyaratan gradasi materialtimbunan dengan komposisi kerikilmaksimum 30%, pasir minimum 50% danlanau-lempung maksimum 20% (Wahyudi,Herman, 1997, Teknik Reklamasi, TeknikSipil ITS, Surabaya), persyaratan kepadatanjuga harus dipenuhi. Umumnya pihak

Kontraktor ingin mengetahui secara cepatdan mudah pada saat material timbunantiba di lapangan, hanya dengan pengujian

ayakan dapat ditentukan material tersebutmemenuhi persyaratan atau tidak sebagaimaterial timbunan sesuai dengan kepadatanyang disyaratkan tanpa harus melakukan ujikepadatan.

Penentuan gradasi tanah timbunan sangatpenting karena akan sangat mempengaruhidistribusi ukuran butiran, apakah bergradasibaik (well graded), buruk (poorly graded)atau selang (gap graded). Gradasi-gradasi iniditentukan dari nilai koefisien keseragaman(Cu) dan koefisien curvature (Cc), yangsangat mempengaruhi kepadatan timbunan.

Untuk menentukan tingkat kepadatan suatutanah dapat dilihat dari tiga parameteryaitu relative density (DR), berat volume

kering (d) dan angka pori (e). Relativedensity hanya digunakan untuk jenis tanahgranular, sedangkan berat volume kering

(d) dan angka pori (e) untuk semua jenistanah yaitu tanah berbutir halus maupunberbutir kasar (granular). Parameter berat

volume kering (d) sering digunakan parapraktisi lapangan sebagai parameterkepadatan tanah timbunan serta sesuaidigunakan pada pekerjaan reklamasi karenajenis tanah timbunannya terdiri dari tanahberbutir halus dan kasar.

Day (1997) dalam diskusinya mengatakanbahwa kepadatan, yang ditentukan dariangka pori, dipengaruhi oleh adanya partikellempung untuk mengisi ruang pori yangpaling kecil. Semakin besar kandungan

lempung pada tanah timbunan maka akanmempengaruhi kepadatan. Di lapanganbanyak terjadi material yang datangdominan lanau-lempung.

Selain itu kepadatan juga dipengaruhi olehkadar air. Di lapangan kadar air dipengaruhioleh adanya musim penghujan dan pasangsurut air. Pengaruh level muka airmengakibatkan ada bagian timbunan yangterendam air (jenuh) dan ada bagiantimbunan di atas muka air (tidak jenuh).Kondisi jenuh dan tidak jenuh inimempengaruhi proses pemadatan danstabilitas tanah timbunan. Stabilitas tanahtimbunan dapat dilihat dari kekuatan geser

tanahnya yaitu sudut geser dalam () dankohesi (C).

Dari beberapa permasalahan diatas makadiambil judul korelasi antara gradasimaterial timbunan reklamasi dengankepadatan dan kuat geser tanah. Dari studiini diharapkan dengan hanya diketahui nilaiCu dan Ccnya, dapat langsung diperolehnilai kepadatan dan kekuatan geser tanah

yaitu berupa berat volume kering (d),kadar air optimum (wopt), sudut geser dalam

() dan kohesi (C) tanah.

1.2. Permasalahan

Secara umum permasalahan yang terjadi di

lapangan adalah adanya kerancuan ataukesulitan dalam menentukan tingkatkepadatan tanah timbunan reklamasi akibatadanya perubahan gradasi dan perubahankadar air. Perubahan gradasi terjadi akibatseringnya material tanah timbunan yang tibadi lapangan dominan lanau-lempung.Sedangkan kadar air sangat dipengaruhi olehadanya musim penghujan dan pasang surutair. Pekerjaan reklamasi selalu tergantungpada level muka air, ada bagian yangterendam air dan ada bagian di atas mukaair yaitu kondisi jenuh dan tidak jenuh yangakan mempengaruhi daya dukung tanah

timbunan yang terlihat dari kekuatan gesertanah. Melihat kondisi tersebut makapermasalahan yang terjadi adalah :- Bagaimana hubungan antara koefisien Cu,

Cc dan gradasi butiran dengan kepadatan(d )

- Bagaimana hubungan antara koefisien Cudan Cc terhadap kuat geser tanah yaitu


3/10

Kukuh Prihatin, Herman Wahyudi

ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-21

sudut geser dalam () dan kohesi (C)kondisi jenuh dan tidak jenuh

- Bagaimana pengaruh kadar air (w)

terhadap kepadatan (d) dan kuat geser

tanah (dan C).- Bagaimana hubungan antar parameter

fisis dan mekanis tanah (d, w, dan C )

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah untukmengetahui korelasi antara gradasi materialtimbunan reklamasi, dari nilai koefisienkeseragaman (Cu) dan koefisien curvature(Cc) dengan kepadatan, yang ditentukandari nilai berat volume kering (d) dan kadarair optimum (wopt), serta kuat geser tanah

timbunan yaitu sudut geser dalam () dankohesi (C) tanah dalam keadaan jenuh

(saturated soil) dan tidak jenuh(unsaturated soil).

1.4. Batasan Masalah

Mengingat tingkat kedalaman dan sangatspesifiknya judul penelitian Korelasi antaragradasi material timbunan reklamasi dengankepadatan dan kuat geser tanah, makayang dipelajari dalam penelitian ini adalahpengaruh kepadatan dan kuat geser tanahterhadap :- pengujian pemadatan yang digunakan

adalah Modified ProctorTestkarena padasaat pelaksanaan pekerjaan reklamasi danoperasional banyak menggunakan alatberat.

- pengambilan sampel dilakukan pada 10lokasi yaitu Sungai KedungomboWarujayeng Nganjuk, Sungai BrantasKertosono Nganjuk, Sungai LanangNgrambe Ngawi, Sungai Lengkong Gulu-gulu Sumenep, Sungai Talambung GandingSumenep, Pantai Lombang Sumenep,Pesisir Pantai Camplong Sampang, PantaiPrigi Trenggalek, Pantai KenjeranSurabaya dan Bukit Ramania Samarinda.

1.5. Lingkup PekerjaanPada penelitian ini akan dilaksanakanpengujian-pengujian di laboratorium :

- Test Ayakan untuk memperolehdiameter butiran tanah dengan % lolospada tanah berbutir kasar (pasir)

- Test Hidrometer untuk memperolehdiameter butiran tanah dengan % lolospada tanah berbutir halus

- Test Specific Gravity untukmemperoleh Gs

- Test Modified Proctor untukmemperoleh berat volume kering

maksimum (dmax) dan kadar air optimum(wopt)

- Test Direct Shear untuk memperoleh

sudut geser dalam tanah () dan kohesi(C) dalam kondisi jenuh dan tidak jenuh

1.6. Kontribusi Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapatmenjadi solusi di dalam penangananmasalah pemilihan material timbunan padareklamasi pantai untuk memperkirakan

kepadatan yang diinginkan berdasarkankomposisi butiran material timbunan yangdatang di lapangan.

Penelitian ini juga dapat sebagaimasukan para praktisi lapangan karenaadanya daftar nilai korelasi antara materialtimbunan yang ada di lapangan dengan

kepadatan (d) dan kadar air optimum (wopt)serta kekuatan geser tanah yaitu sudut

geser dalam () dan kohesi (C) tanah, baikdalam kondisi jenuh maupun tidak jenuh.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Material Reklamasi

Persyaratan teknis dari material reklamasitidak boleh berupa pasir halus homogen100%, atau material yang kandunganlempungnya terlalu banyak (20%).

Apabila pada material timbunan tersebutterlampau banyak kandungan lempungnya,maka dapat mengakibatkan instabilitas(akibat kembang susut yang besar,settlement atau pemampatan yang besar,mudah bergerak, daya dukung tanah rendah)di dalam timbunan reklamasi itu sendiri. Hal

ini akan lebih diperparah lagi dengan adanyaperilaku yang sama pada lapisan tanahaslinya yang soft clay.

Material untuk timbunan reklamasi menurutSETRA dan LCPC (1976) harus memenuhipersyaratan kerikil maksimum 30%, pasir


4/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-22

minimum 50% dan lanau-lempung maksimum20%.

Sumber material (quarry) timbunanreklamasi dapat diperoleh dari : dasar laut,

pulau tertentu, daratan (bukit, gunung),dasar sungai dan dasar danau. Untuk itudiperlukan survey quarry pada tahap studiatau perencanaan, untuk mengidentifikasikualitas material reklamasi dan jumlah atauvolume material yang tersedia.

2.2. Hubungan Berat-Volume Tanah

a. Kadar airKadar air adalah perbandingan antara beratair (Ww) dengan berat butiran (Ws).

%100=

S

W

W

W .(1)

b. Specific gravity(Gs)Perbandingan antara berat volume butiran

padat (s) dengan berat volume air (w).

W

SSG

= (2)

c. Derajat kejenuhan (Sr)Rasio antara air yang ada di dalam poritanah (Vw) terhadap seluruh isi pori (Vv).Derajat kejenuhan merupakan persentasedari volume rongga total yang mengandungair.

%100=v

w

r V

V

S ........................(3)

Dari persamaan diatas menunjukkan bahwaapabila tanah dalam keadaan kering (tidakmengandung air) maka Sr = 0%. Jika pori-pori terisi penuh oleh air maka tanah akanjenuh, Sr = 100%.

2.3. Analisa Ukuran Butiran

2.3.1. Analisa ayakanSatu dari sifat-sifat yang paling penting daributiran kasar adalah distribusi ukuranbutiran. Untuk ukuran yang paling halusdigunakan ayakan no. 200 (= 0,075 mm).

Ayakan no. 200 diambil sebagai batasstandar antara tanah berbutir kasar danberbutir halus. Test analisa ayakandigunakan untuk ukuran tanah lebih dari0,075 mm.

2.3.2. HidrometerTest ini digunakan untuk menentukanukuran butiran dari ukuran tanah kurangdari 0,075 mm.

2.4. GradasiDistribusi ukuran butiran tanah dikenaldengan gradasi. Gradasi biasanya dikenalpada tanah yang berbutir kasar. Indikasigradasi dapat dihitung secara numerik darikurva ukuran butiran dengan memakaikoefisien keseragaman (uniformitycoefficient, Cu) yang didefinisikan sebagai :

10

60

D

DCU = .. ..................................(4)

Bentuk kurva antara ukuran butiran D60danD10didefinisikan sebagai koefisien curvature(coefficient of curvature, Cc) yang

didefinisikan sebagai

1060

2

30

DD

DCC

= ..(5),

dengan :D10 : diameter butiran pada 10% lolos

saringanD30 : diameter butiran pada 30% lolos

saringanD60 : diameter butiran pada 60% lolos

saringan

Koefisien keseragaman (Cu) menunjukkansuatu rentang ukuran butiran tanah. Jikanilai Cu besar maka rentang ukuran butiranbesar juga, berarti ukuran butiran tanahbervariasi dan tanah ini dianggap sebagaitanah bergradasi baik (well graded). jikanilai Cu < 4, semakin kecil nilai Cu makaukuran butiran semakin sama (poorlygraded).

Koefisien curvature (Cc) digunakan sebagaisuatu ukuran dari bentuk kurva distribusiukuran butiran. Jika Cc = 1, tanahdipertimbangkan sebagai tanah bergradasibaik (well graded). Untuk nilai Cc terlalubesar atau terlalu kecil (Cc < 1 atau Cc > 1)

maka tanah tersebut hanya memiliki ukuranbutiran besar dan kecil, sedangkan ukuranmedium tidak ada, yang disebut dengantanah bergradasi senggang (gap graded).

Pada kriteria klasifikasi tanah menurutmetode USCS (Unified Soil ClassificationSystem) untuk tanah dominan pasir makatanah bergradasi baik (well graded)


5/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-23

memiliki nilai Cu > 6 dan Cc 1 3 (Gambar1. kurva A). Tanah bergradasi jelek (poorlygraded) adalah tanah yang bergradasiseragam yang terdiri dari partikel butiranmendekati ukuran yang sama (Gambar 1.

kurva B). Nilai Cc pada tanah bergradasijelek adalah terlalu besar atau terlalu kecil,yang menunjukkan bahwa beberapa ukuranbutiran tidak terdapat pada contoh di antaraD60 dan D10 sehingga tanah tadi dianggapmempunyai gradasi atau pembagian butiranyang kurang baik. Tanah tersebut bergradasisenggang (gap graded) yaitu tanah yangmemiliki ukuran butiran besar dan kecil,sedangkan ukuran medium tidak ada(Gambar 1. kurva C).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0010.0100.1001.00010.000

Diameter butiran (mm)

PersenLolos(%)

A = well graded B = poorly graded C = gap graded

Gambar 1. Tipe-tipe kurva distribusi ukuranbutiran tanah

2.5. Pemadatan

Pemadatan tanah terdiri dari kumpulanpartikel tanah yang dipadatkan oleh mesin

sehingga terjadi peningkatan berat volumekering tanah. Pemadatan hanya mengurangifraksi udara, yang akan merubah kadar airdan tidak punya pengaruh pada volumesolid. Pada teori, proses pemadatan palingefektif melepaskan udara secara lengkap.Tetapi pada prakteknya pemadatan tidakbisa menghilangkan udara sama sekali,tetapi hanya mengurangi udara menjadiminimum.

Day (1997) [1] dalam diskusinyamengatakan bahwa faktor-faktor yangdiperlukan untuk memperkecil void ratio(e)

pada saat pemadatan adalah distribusiukuran butiran bergradasi baik (wellgraded), ratio antara d100/d0 (ratio antaraukuran diameter butiran terbesar danterkecil) tinggi, partikel lempung (denganactivity rendah) untuk mengisi ruang poriyang terkecil dan proses pemadatan, untuk

menekan partikel tanah menjadi susunanyang lebih padat.

Lee dan Suedkamp (1972) [2] telahmempelajari kurva-kurva pemadatan dari 35

jenis tanah. Mereka menyimpulkan bahwakurva pemadatan tanah-tanah tersebutdapat dibedakan hanya menjadi empat tipeumum. Hasilnya terlihat pada Gambar 2.Kurva pemadatan tipe A berbentuk belumumnya terdapat hampir pada semuatanah lempung dengan nilai batas cair (LL)antara 30 70. Kurva tipe B berpuncak satusetengah, umumnya terdapat pada pasirdengan LL < 30 (kurva tipe B merupakanhasil yang lebih cocok dengan kondisi

sampel pengujian kami yang dominan tanahpasir). Kurva tipe B ini menunjukkan bahwaberat volume kering umumnya cenderung

untuk menurun dahulu dengan naiknya kadarair, kemudian naik sampai mencapai hargamaksimum dengan penambahan kadar airlebih lanjut. Penurunan berat volume keringpada awal kurva disebabkan karenapengaruh peristiwa kapiler pada tanah. Padakadar air yang lebih rendah, adanyategangan tarik kapiler pada pori-pori tanahmencegah kecenderungan partikel tanahuntuk bergerak dengan bebas untuk menjadilebih padat. Kemudian tegangan kapilertersebut akan berkurang denganbertambahnya kadar air sehingga partikel-partikel menjadi mudah bergerak dan

menjadi lebih padat. Kurva tipe Cberpuncak ganda, yang terdapat pada tanahdengan LL < 30 atau LL > 70. Kurva tipe Dberbentuk ganjil, umumnya terdapat padatanah yang mempunyai LL > 70.

Gambar 2. Empat tipe kurva pemadatanyang sering dijumpai pada tanah (Lee danSuedkamp, 1972)


6/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-24

Nilai puncak dari berat isi kering disebutkerapatan kering maksimum dan kadar airpada kerapatan kering maksimum disebutkadar air optimum. Sebuah garis pori udaranol (zero air void, ZAV) dapat digambarkan

dan selalu berada diatas kurva pemadatanapabila nilai Gs yang benar telah digunakan.Garis ZAV menunjukkan kerapatan keringpada saat kejenuhan 100% (SR= 100%).

Hubungan antara kadar air () dan berat

volume kering (d) dapat dirumuskan sebagaiberikut :

)7..(1

%100,0

)6......(........................................1

+

===

+=

s

sW

ZAVra

S

d

G

GSV

dengan :

s : berat volume tanah basah (g/cc)Va : volume udara (cc)Sr : derajat kejenuhan (%)Gs : berat spesifik tanah

2.6. Kuat Geser TanahUntuk mengetahui salah satu sifat

mekanis tanah (engineering properties)yaitu nilai kuat geser tanah maka perludilakukan pengujian laboratorium. Untukjenis tanah yang dominan pasir makadigunakan uji direct shear (kuat geser

langsung), yang berguna untuk mengetahuikekuatan tanah terhadap gaya horizontal.Kekuatan tanah dapat berupa parameter

kohesi ( C ) dan sudut geser dalam ( ).

Gambar 3. Contoh hasil pengujian directshearDengan menggunakan rumus kekuatan geser

tanah, Ctg += , ..................(8)dengan :

: tegangan efektif, = - U (kg/cm2)

: tegangan total (kg/cm2)U : tegangan air pori (kg/cm2)

: sudut geser dalam tanah efektif ( )C : kohesi tanah efektif (kg/cm2)akan diperoleh parameter kuat geser tanah,

yaitu sudut geser dalam () dan kohesi (C)seperti pada Gambar 3.diatas.

2.7. Teori KorelasiKorelasi adalah derajat hubungan antaravariabel-variabel yang bertujuan untukmengetahui seberapa baik suatu persamaanlinear atau persamaan lainnya dapatmenjelaskan hubungan di antara variabel-variabel tersebut.

Hubungan x dan y dikatakan positif apabilakenaikan (penurunan) x pada umumnyadiikuti oleh kenaikan (penurunan) y.

Sebaliknya dikatakan negatif kalau kenaikan(penurunan) x pada umumnya diikuti olehpenurunan (kenaikan) y.

Kuat dan tidaknya hubungan antara x dan ydiukur dengan suatu nilai yang disebutkoefisien korelasi (dilambangkan r). Nilaikoefisien korelasi adalah -1 r 1, yangartinya :Jika r = 1, hubungan x dan y sempurna danpositif (mendekati 1, yaitu hubungan sangatkuat dan positif).r = -1, hubungan x dan y sempurna dannegatif (mendekati -1, yaitu hubungansangat kuat dan negatif).r = 0, hubungan x dan y lemah sekali dantidak ada hubungan.

Tegangan normal, (kg/cm2)Tegangangeser,(

kg/cm

2)

= ' tg ' + C

C

'


7/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-25

3.METODOLOGI PENELITIAN

Tahapan penelitian terlihat pada Gambar 4berikut.

Gambar 4. Diagram alir tahapan dan jenispengujian yang dilakukan

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Sifat-sifat Fisik Benda Uji

Secara umum, sifat-sifat fisik dari benda ujiyang digunakan pada penelitian inididasarkan pada pengujian distribusi ukuranbutiran dan analisa hidrometer serta beratjenis. Sedangkan klasifikasi tanah diperolehdengan menggunakan klasifikasi standarUSCS. Sifat-sifat fisik dan klasifikasi tanahditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Kondisi Awal Material TanahTimbunan

Lokasi Gs

Ayakan-Hidrometer

Cu Cc

Cc/

CuFraksiSand(%)

Fraksisilt-clay

(%)

SungaiKedungombo

2.87 86.57 13.43 43.67 2.94 0.07

SungaiLengkong

2.67 86.8 13.20 50.00 5.56 0.11

SungaiLanang

2.87 99.82 0.18 4.68 0.72 0.15

BukitRamania

2.56 97.04 2.96 4.13 0.90 0.22

Sungai

Brantas2.84 96.26 3.74 2.76 0.87 0.32

PantaiCamplong

2.68 99.79 0.21 2.36 0.82 0.35

PantaiKenjeran

2.61 99.17 0.83 2.20 0.89 0.40

Pantai Prigi2.92 99.87 0.13 2.07 0.90 0.44

Sungai

Talambung2.61 94.13 5.87 2.68 1.25 0.46

PantaiLombang 2.63 99.46 0.54 1.90 0.90 0.47

Sumber : Hasil Pengujian

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0010.010.1110

Ukuran Butiran (mm)

%L

olos

Sungai Kedungombo Warujayeng

Sungai Lengkong Sumenep

Sungai Lanang Ngawi

BukitRamania Samarinda

Sungai Brantas Kertosono

Pantai Camplong Sampang

Pantai Kenjeran Surabaya

Pantai Prigi Trenggalek

Sungai Talambung Sumenep

Pantai Lombang Sumenep

Gambar 5. Distribusi ukuran butiran dariberbagai lokasi sungai, pantai dan bukitberdasarkan sistem klasifikasi tanah USCS

Dari hasil pengujian ayakan dan hidrometer(Tabel 1) terlihat bahwa material timbunanyang berasal dari sungai dan bukitkandungan fraksi halusnya (lanau-lempung)lebih besar dari 2%, kecuali pada lokasiSungai Lanang Ngrambe Ngawi yang hanyamengandung fraksi halusnya 0,18%. Jikadibandingkan dengan lokasi materialtimbunan dari pantai maka terlihat fraksihalusnya hanya berkisar antara 0,13%

0,83%.

Pada Gambar 5menunjukkan semakin kecilrasio koefisien gradasi Cc/Cu material tanahtimbunan cenderung semakin heterogen,atau sebaliknya bila Cc/Cu semakin besarmaka material tanah timbunan cenderungsemakin homogen atau uniform. Ini terlihat

tidak

Pemeraman

benda uji 1 hari

Pemeraman

benda uji 1 hari

ya

Pemadatan statis denganVersa Tester

Pemadatan statisengan Versa Tester

Pen u ian A akan danHidrometer

Persyaratan Material Timbunan :- Pasir (min. 80%)- Lanau+lempung (max. 20%)

Kurva Hasil Pengujian Ayakan dan Hidrometeruntuk

mendapatkan :- well graded(Cc = 1 3, Cu > 6)- poorly graded(Cc sangat besar atau sangat kecil)

Pengujian Specific Gravity(Gs)

Uji Pemadatan Proctor Modified

Kurva Pemadatan untuk mendapatkan ddan opt

(kondisi tidak jenuh ) dan ddan pada garis ZAV(kondisi jenuh)

Pemeraman benda uji 1 hari

Hasil Direct Shearuntuk

mendapatkan C dan

(kondisi tidak jenuh)

Pengujian Direct Shear

(kondisi tidak jenuh)

Pengujian Direct Shear

(kondisi jenuh)

Hasil Direct Shear ntuk

mendapatkan C dankondisi enuh

Analisa korelasi antar parameter


8/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-26

pada Tabel 1yang mengklasifikasikan tanahmenurut metode USCS bahwa gradasimaterial timbunan pada Sungai KedungomboWarujayeng bergradasi baik (well graded)karena Cu > 6 dan Cc berkisar antara 1 3

dengan rasio Cc/Cu terkecil yaitu 0,067dibandingkan lainnya yang bergradasi buruk(poorly graded).

4.2. Pengujian Proctor Modified

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

2.00

2.10

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

wopt (%)

dm

ax

(gr/cc)

Sungai KedungomboNganjuk

Sungai Brantas Kertosono

Sungai Lanang Ngrambe Ngawi

Sungai Lengkong Gulu-gulu Sumenep

Sungai Talambung GandingSumenep

PantaiPrigi Trenggalek

PantaiKenjeran Surabaya

PantaiCamplong Sampang

PantaiLombang Sumenep

Bukit Ramania Samarinda

Gambar 6. Kurva pemadatan pada 10 lokasimaterial timbunan reklamasi

Pada Gambar 6. menunjukkan kurvapemadatan di lokasi sungai dan bukitdominan berbentuk bel (tipe A), kecuali

pada Sungai Talambung dengan 2 puncak(tipe C). Sedangkan material timbunanreklamasi pada lokasi pantai didominasi tipeB karena material pada lokasi pantaimengandung lebih dari 55% pasir halus,

sehingga cenderung dmax yang terjadi lebihrendah dengan kadar air lebih tinggidibandingkan material dari lokasi sungaiatau bukit.

Hasil uji pemadatan Proctor Modified inijuga digunakan untuk pengujian DirectShear untuk kondisi jenuh dan tidak jenuh.Penentuan kadar air pada kondisi jenuh dan

tidak jenuh dapat dilihat pada Gambar 7.Untuk kondisi jenuh, kadar air diperolehdari berat volume kering maksimum ( dmax)yang memotong garis ZAV (Zero Air Void),sedangkan kondisi tidak jenuh, kadar airnyaadalah kadar air optimum (wopt).

Gambar 7. Salah satu contoh hasil grafikProctor Modified untuk penentuan kadar airkondisi jenuh dan tidak jenuh

4.2.1. Korelasi antara Cc/Cu dengan

Kepadatan (dmax)Dari hasil gradasi material timbunan dansalah satu parameter kepadatan yaitu berat

volume kering maksimum, dmax ( Gambar 8)

menunjukkan semakin besar ratio Cc/Cumaka berat volume kering maksimumcenderung turun, atau sebaliknya.

Hal ini disebabkan karena Cc/Cu yangsemakin besar maka ukuran butiran tanahcenderung sama (homogen), akibatnya antarbutiran tanah ada ruang pori yang kosongsehingga menunjukkan bahwa kepadatanyang terjadi lebih rendah dibandingkandengan tanah yang memiliki gradasi baik(well graded) dan secara langsungmengakibatkan turunnya salah satuparameter kepadatan tanah yaitu berat

volume kering maksimum.Korelasi antara Cc/Cu dengan Berat Volume Kering Maksimum ( dmax)

y= -0.808x +2.061

R2= 0,852

r =-0,927

s = 0,053

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

2.00

2.10

2.20

0 .00 0 0 .0 50 0. 10 0 0. 15 0 0 .2 00 0 .2 50 0 .3 00 0 .3 50 0 .40 0 0 .4 50 0. 50 0

Cc/Cu

dmax

(gr/cc)

sungai

bukit

pantai

Gambar 8. Pengaruh gradasi materialtimbunan reklamasi (Cc/Cu) terhadap

berat volume kering maksimum (dmax)

4.2.2. Korelasi antara Cc/Cu denganKepadatan (wopt)Berdasarkan hasil gradasi material timbunandan salah satu parameter kepadatan yaitukadar air optimum (wopt) pada Gambar 9 terlihat bahwa trend ratio Cc/Cu dengan

ZAV

wopti

dmax

wZAV


9/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-27

kadar air optimum membentuk garis lurus(linear), yaitu semakin besar rasio Cc/Cumaka kadar air optimum cenderung naik,atau sebaliknya.

Hal ini disebabkan karena semakin besarratio Cc/Cu butiran material timbunancenderung sama (uniform) dengan diameterbutiran semakin kecil (pori makin besar)sehingga banyak diperlukan air pori agardiperoleh kepadatan yang maksimum.

Selain itu pada Gambar 9 menunjukkanpeningkatan rasio Cc/Cu didominasi olehmaterial timbunan yang diambil dari lokasipantai dengan kadar air optimum lebih besar

dari 11%. Untuk mencapai kepadatan yangmaksimum (berat volume kering) materialtimbunan pada lokasi pantai memerlukan

kadar air optimum yang lebih besar, karenamaterial timbunan pada lokasi pantaididominasi oleh pasir halus (fine sand)dengan diameter butirannya lebih kecil dari0,425 mm, yang memerlukan air lebih besaruntuk menjadi padat dibandingkan denganmaterial timbunan yang ada pada sungaiatau bukit dengan kandungan rata-rata pasirhalusnya kurang dari 40%.

Korelasi antara Cc/Cu dengan Kadar Air Optimum (w opt )

y = 7.512x +9.492

R2=0.764

r =0.874

s = 0.672

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500

Cc/Cu

wopt(%) sungai

pantai

bukit

Gambar 9. Pengaruh gradasi materialtimbunan reklamasi (Cc/Cu) terhadapkadar air optimum (wopt)

4.3. Pengujian Direct Shear 4.3.1. Korelasi antara Cc/Cu dengan KuatGeser Tanah (C)

Pada Gambar 10 menunjukkan semakinbesar nilai Cc/Cu maka nilai kohesicenderung turun. Semakin besar nilai rasioCc/Cu maka semakin jelek gradasibutirannya, yaitu cenderung uniform yangberarti pada saat dicampur masih ada voidantara butirannya, sehingga ikatan antarbutirannya (kohesi) akan berkurang.

Korelasi antara Cc/Cu dengan Kohesi Kondisi Jenuh dan Tidak Jenuh

y =- 0,057x + 0,072

R2=0,974

r = -0,920

s =0,004

y =-0,088x + 0,087

R2= 0,911

r = -0,963

s = 0,004

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.000 0. 050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0. 350 0.400 0.450 0.500

Cc/Cu

Kohesi(kg/cm

2) Jenuh

Tidak Jenuh

Gambar 10. Pengaruh gradasi materialtimbunan reklamasi (Cc/Cu) terhadapkohesi (C) pada kondisi jenuh dan tidakjenuh

Kohesi juga dipengaruhi oleh adanya air,yaitu kondisi jenuh dan tidak jenuh. DariGambar 10 terlihat bahwa dengan nilaiCc/Cu yang sama maka nilai kohesi padakondisi tidak jenuh akan lebih besardibandingkan dengan kohesi pada kondisijenuh. Hal ini karena adanya air akanmembuat jarak antara ikatan antar butiransemakin menjauh dan akibatnya daya kohesiantar butirannya akan berkurang.Pada awal nilai Cc/Cu terlihat nilai kohesipada kondisi jenuh dan tidak jenuh sangatsignifican dan semakin besar rasio Cc/Cumaka nilai kohesi pada kondisi jenuh dantidak jenuh semakin dekat dan bertemupada nilai Cc/Cu = 0,47 dengan nilai kohesisebesar 0,46 kg/cm2. Ini menunjukkanbahwa semakin besar nilai Cc/Cu kandungankohesinya semakin kecil (didominasi olehpasir halus sebesar 99%) sehingga kohesiyang terjadi tidak bergantung air yaituakibat gaya Van Der Waal yaitu gaya tarikmenarik antar butiran lempung yang tidakbergantung sifat air.

4.3.2. Korelasi antara Cc/Cu dengan Kuat

Geser Tanah ()Pada Gambar 11 menunjukkan semakinkecil nilai Cc/Cu maka nilai sudut geser

dalam cenderung naik. Semakin kecil nilairasio Cc/Cu maka semakin baik gradasibutirannya karena tanah memiliki berbagaimacam ukuran butiran. Jika tanah memilikiukuran butiran yang bervariasi maka tanahtersebut akan lebih padat dan stabildaripada tanah yang terdiri dari ukuranbutiran yang seragam (Cc/Cu besar) yaitumaterial dari lokasi pantai dengan dimensi


10/10


ISBN No. 978-979-18342-0-9 E-28

butiran lebih kecil dan tekstur lebih halus.Jika butiran tanahnya semakin bervariasi(heterogen, bentuk butiran, dimensi dantekstur), maka aspek interlocking akanmeningkat dan tanah semakin padat

sehingga gesekan antar butiran tanahsemakin besar. Adanya interlocking dangesekan antar butiran tanah mengakibatkan

naiknya sudut geser dalam tanah ().

Selain hal diatas kondisi jenuh dan tidakjenuh juga akan mempengaruhi sudut geserdalam tanah. Pada Gambar 11 menunjukkanbahwa dengan nilai Cc/Cu yang sama makanilai sudut geser dalam pada kondisi tidakjenuh akan lebih besar dibandingkan dengansudut geser dalam pada kondisi jenuh. Halini karena adanya air pada kondisi jenuhakan membuat jarak antar butiran pasir

menjauh sehingga akan menghalangiinterlocking dan gesekan antar butirannyadibandingkan pada pasir kondisi tidak jenuh.Peristiwa ini akan mengakibatkan sudutgeser dalam tanah pada kondisi jenuh lebihkecil dibandingkan pada kondisi tidak jenuh.

Korelasi antara Cc/Cu dengan Sudut Geser Dalam ( )

y = -33.052x + 48.761

R2=0,672

r = -0,821

s = 3,696

y = -29.886x + 53.309

R2=0,519

r = -0,722

s = 4,614

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

0.0 00 0 .0 50 0. 100 0. 150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0. 450 0. 500

Cc/Cu

(o)

TidakJenuh

Jenuh

Gambar 11. Pengaruh gradasi materialtimbunan reklamasi (Cc/Cu) terhadap

sudut geser dalam () pada kondisi jenuhdan tidak jenuh

5. KESIMPULAN

1. Korelasi antara Cc/Cu dengan beratvolume kering maksimum ( dmax) dankadar air optimum (wopt) :a. berat volume kering maksimum,

dmax = 2,061 0,808.Cc/Cu denganr = -0,927 (r negatif berarti semakinbesar nilai Cc/Cu maka semakinkecil nilai berat volume keringmaksimumnya)

b. kadar air optimum, wopt = 9,492 +7,512.Cc/Cu dengan r = 0,874 (rpositif berarti semakin besar nilai

Cc/Cu maka semakin besar pula nilaikadar air optimum)

Dari kedua parameter kepadatan tanah( dmax dan w opt) yang paling berpengaruhterhadap gradasi Cc/Cu adalah kadar air

optimum, karena mempunyai nilaigradien yang paling terjal 7,512 denganhubungan sangat sempurna dan positif.

2. Korelasi antara Cc/Cu dengan kohesi, Cdan sudut geser dalam, pada kondisijenuh dan tidak jenuh :a. kohesi (C)

- SR < 1 (tidak jenuh) C = 0,087 0,088.Cc/Cu dengan r = -0,963

- SR = 1 (jenuh) C = 0,0720,057.Cc/Cu dengan r = -0,920

b. sudut geser dalam ( )

- SR < 1 (tidak jenuh) = 53,309 29,886.Cc/Cu dengan r = -0,722

- SR = 1 (jenuh) = 48,76133,052.Cc/Cu dengan r = -0,821

Dari kedua parameter kuat geser tanah(C dan ) yang paling berpengaruhterhadap gradasi Cc/Cu adalah kohesi(C) pada kondisi tidak jenuh, karenamempunyai nilai gradien yang lebihbesar 0,088 (paling terjal) denganhubungan sangat sempurna dan negatif.

5. Formula ini hanya valid untuk materialtimbunan reklamasi dengan komposisipasir minimal 80% dan lanau-lempungmaksimum 20% serta koefisienkeseragaman (Cu) maksimum 50.

Daftar Pustaka

1. Day, Robert W. (1997) Discussions Grain-Size Distribution for Smallest PossibleVoid Ratio, Journal of Geotechnical andGeoenvironmental Engineering, ASCE,Vol. 123 No. 1, 78 pages

2. Lee, P.Y., and Suedkamp, R.J. (1972)Characteristics of Irregularly ShapedCompaction Curves of Soils, HighwayResearch Record No. 381, NationalAcademy of Sciences, Washington, D.C.,1-9

korelasi antara gradasi material timbunan reklamasi dengan kepadatan dan kuat geser tanah

Documents