penggunaan limbah granite untuk lapisan tanah …
TRANSCRIPT
PENGGUNAAN LIMBAH GRANITE UNTUK
MENINGKATKAN STABILITAS DAYA DUKUNG
LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE)
Nama :
Ir. I Gusti Ngurah Wardana, MT.
NIP : 196201021987021002
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik
Universitas Udayana
2019
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan rahmat
yang telah dilimpahkan, sehingga tulisan yang berjudul “PENGGUNAAN LIMBAH
GRANITE UNTUK MENINGKATKAN STABILITAS DAYA DUKUNG LAPISAN
TANAH DASAR (SUBGRADE)”, dapat diselesaikan
Karena keterbatasan kemampuan yang kami miliki, penulis menyadari bahwa isi dan
susunan dari tulisan ini masih banyak terdapat kekurangan dan kelemahannya, oleh karena itu
saran serta koreksi sangat kami harapkan demi kesempurnaan penulisan ini.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan yang kami susun ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak yang berkepentingan terhadap tulisan ini
Denpasar, Desember 2019
Penulis
iii
ABSTRAK
Akibat kurang stabilnya kondisi tanah dasar jalan, sehingga cukup banyak
dijumpai permukaan jalan yang bergelombang. Kerusakan yang terjadi pada permukaan jalan
tersebut kemungkinan salah satu disebabkan oleh daya dukung dari tanah dasarnya (subgrade)
yang kurang baik dan akibat kembang susut yang menyebabkan kurang stabilnya tanah lapis
dasar konstruksi jalan. Sehingga perlu adanya suatu usaha perbaikan tanah dasar jalan
tersebut.
Penelitian mengenai usaha untuk memperbaiki sifat tanah dasar (subgrade) yang
kurang menguntungkan telah banyak dilakukan dengan metode stabilisasi tanah, diantaranya
stabilisasi dengan semen, kapur, abu sekam padi dan zat additive lainnya. Disamping itu studi
tentang penggunaan bahan stabilia sebagai bahan stabilisasi tanah expansive telah dilakukan
juga, hanya saja studi tersebut dibatasi pada penentuan sifat fisiknya saja dengan hasil adanya
peningkatan nilai kepadatan kering ( d,gr/cm3) dan menurunnya kadar air optimum (wopt ,%).
Permasalahan yang timbul apabila studi tanah dasar (subgrade) distabilisasi dengan
bahan limbah granite adalah bagaimana pengaruh penambahan limbah granit dengan
prosentase (%) yang berbeda terhadap nilai-nilai karakteristik tanah dasar (subgrade) dan
berapa besar prosentase (%) limbah granite yang optimum sebagai bahan campuran untuk
perbaikan tanah dasar (subgrade).
Untuk studi sampel tanah yang ditest, dibuat dilaboratorium dengan cara membuat
campuran limbah granite dengan prosentase yang berbeda yaitu : 0%, 5%, 10%, 15%, 20%,
dan 25% terhadap berat kering tanah. Untuk mendapatkan sifat fisik dan mekanis dari studi
ini dilakukan test ukuran butir (gradasi butiran tanah), batas-batas atterberg, berat jenis (Gs),
test kepadatan, CBR dan test kuat tekan bebas (UCT).
Hasil tes dan analisa menunjukkan bahwa tanah dasar (subgrade) dengan Plastisitas tinggi
(CH). Disamping peningkatan berat volume kering dan penurunan kadar air optimum (W
opt,%), akibat penambahan prosentase limbah granite didapatkan nilai CBR Design nilai
tertinggi (optimal) yaitu 7,4 % pada penambahan prosentase limbah granit sebesar 0,6%. Pada
nilai kuat tekan bebas (qu), tanah dasar (subgrade) mencapai puncaknya yaitu sebesar 3,8
kg/cm2 pada prosentase penambahan limbah granite sebesar 0,6%.
Kata Kunci: limbah graniet, kadar air optimum,ukuran butir,perbaikan tanah.
iv
DAFTAR ISI
PENGANTAR ....................................................................................................................... i
ABSTRAK ............................................................................................................................ ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................v
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. vi
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................................1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ..............................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................................3
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................................3
1.5 Batasan Masalah ...................................................................................................4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................................5
2.1 Konstruksi Jalan Raya Secara Umum ...................................................................5
2.1.1. Tanah Dasar (Subgrade) .............................................................................5
2.2. Pengertian Tanah ..................................................................................................7
2.3 Klasifikasi Tanah ..……………………………………………………………....7
2.4 Lempung Sebagai Tanah Kohesif .........………………………………………..10
2.4.1. Struktur Tanah Kohesif .............................................................................10
2.4.2. Struktur Mineral Lempung .......................................................................11
Sifat Fisik dan Mekanik Tanah Lempung ...........................................................13
2.5.1. Sifat Fisik Tanah Lempung .......................................................................13
2.5.1.1. Ukuran Butiran Tanah..................................................................13 2.5.1.2. Batas-batas Atterberg 13
2.5.1.2. Batas-batas Atterberg ...................................................................14
v
2.5.1.3. Berat Jenis Spesifik .................................................................... 17
2.5.1.4. Sifat Kembang Susut Tanah ....................................................... 17
2.5.2. Sifat Mekanis Tanah Lempung ................................................................ 19
2.5.2.1. Pemadatan Tanah (Compaction Test) ......................................... 19
2.5.2.2. Californian Bearing Ratio ........................................................... 25
2.5.2.3. Kuat Tekan Bebas [(Unconfined Compression Test (UCT)] ...... 27
2.6. Stabilisasi Tanah Dasar ...................................................................................... 28
2.6.1. Prinsip-prinsip Dasar Stabilisasi Tanah ................................................... 29
2.6.2. Metode Stabilisai Tanah ........................................................................... 29
2.7 Stabilisasi Tanah dengan Limbah Granite .......................................................... 31
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................... 33
3.1 Umum ................................................................................................................. 33
3.2 Tahapan Penelitian ............................................................................................. 33
3.2.1.Studi Literatur 33
3.2.2. Observasi Lapangan ................................................................................. 33
3.2.3. Waktu Penelitian di Laboratorium ........................................................... 34
3.2.4. Waktu Penyusunan Laporan ..................................................................... 34
3.3. Pemilihan Lokasi dan Pengambilan Sampel ...................................................... 34
3.3.1. Pemilihan Lokasi ...................................................................................... 34
3.3.2. Pengambilan Sampel ................................................................................ 35
3.3.2.1. Sampel Tanah Asli (Undisturbed Sample) .................................. 35
3.3.2.2. Sampel Tanah Tidak Asli (Disturbed Sample) ............................ 35
3.4. Penelitian Laboratorium ..................................................................................... 36
3.4.1. Persiapan Bahan/Material ......................................................................... 36
3.4.2. Pembuatan Benda Uji ............................................................................... 36
vi
3.4.3. Cara Pelaksanaan di Laboratorium ...........................................................36
3.4.3.1 Penelitian Sifat Fisis Tanah. ........................................................36
3.4.3.2. Penelitian Sifat Mekanik Tanah ...................................................43
3.5. Kerangka Tahapan Penelitian .............................................................................49
3.6. Kerangka Analisa Peneltian ................................................................................50
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................................51
4.1 Sifat Fisik dan Mekanis Tanah ...........................................................................51
4.1.1. Sifat Fisik Tanah .......................................................................................51
4.1.1.1. Kadar Air Tanah Asli .................................................................51
4.1.1.2. Berat Volume Tanah Basah .........................................................52
4.1.1.3. Pengaruh Penambahan Limbah Granite Terhadap Berat Jenis
Spesifik (Gs) ................................................................................53
4.1.1.4. Pengaruh Penambahan Limbah Granite Terhadap Nilai-nilai
Konsistensi Aterberg Tanah Pejaten .........................................53
4.1.1.5. Gradasi Butiran Tanah ................................................................54
4.1.1.6. Sistim Klasifikasi Tanah ..............................................................55
4.2 Sifat Mekanis Tanah ...........................................................................................56
4.2.1. Pemadatan Standar ....................................................................................56
4.2.2.Pengaruh Penambahan Limbah Granite terhadap Nilai CBR Laboratorium
,CBR Design dan Nilai Kuat Tekan Bebas ...............................................57
4.2.2.1. CBR Laboratorium.......................................................................57
4.2.2.2 CBR Design .................................................................................58
4.2.2.3. Tes Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test,UCT) ....58
vii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 59
5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 59
5.2. Saran ................................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................... 61
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.1 Single silica tetrahedral...................................................................................9
Gambar 2.2 Isometric silica sheet.........................................................................................9
Gambar 2.3 Single alluminium octahedron.....…………………………………………...9
Gambar 2.4 Isometric oktahedral sheet…………………..……………………………….9
Gambar 2.5 Struktur kaolinite …......………………………………………………...... 10
Gambar 2.6 Struktur montmorillonite…………………………......…………………... 11
Gambar 2.7 Struktur Illite…………………………………………….......……………...12
Gambar 2.8. Susunan lapisan konstruksi perkerasan lentur……..…..…………………... 13
Gambar 2.9. Batas-batas Atterberg………………………….......…..……………………. 17
Gambar 2.10. Contoh Grafik Percobaan Batas Cair ( LL )……………………………….... 18
Gambar 2.11. Prinsip Umum Pemadatan…………………………………………………… 23
Gambar 2.12. Alat Uji Proktor Standar………………………………………………………25
Gambar 2.13. Hasil Uji Pemadatan…………………………………………………………. 26
Gambar 2.14. Pengaruh Energi Pemadatan…………………………………………………. 27
Gambar 2.15. Kurva Pemadatan dengan Energi Berbeda………………………………..... 27
Gambar 2.16. Contoh Grafik Hasil Percobaan CBR………..……………………………... 30
Gambar 2.17. Contoh Grafik dalam Menentukan Nilai CBR Design……………………….31
Gambar 2.18. Contoh grafik hubungan antara regangan dan tegangan aksial……..……... .32
Gambar 2.19. Serbuk Granite..… …………………………………………………………. 36
Gambar 2.20. Kehilangan Berat Serbuk Granite .…………………………………......…….37
Gambar 3.1. Kerangka penelitian………………………………………………..………..58
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Pengaruh Penambahan Serbuk Granite Terhadap Berat Jenis
Tanah (Gs) Pejaten, Tabanan…………………………………….....………62
ix
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Penambahan Prosentase Serbuk Granite Terhadap Batas-
Batas Atterberg Tanah Pejaten, Tabanan.....................................….......……..63
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Nilai CBR Pada Tiap-tiap Pukulan Dengan Prosentase
Penambahan Serbuk Granite ……………..................………………………68
Gambar 4.4 . Grafik Hubungan Antara Penambahan Serbuk Granite Terhadap Tegangan
Tanah (UCT) dan Nilai CBR Design…….……………………………….. 70
1
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified................................................................6
Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO........................................7
Tabel.2.3 Nilai Batas Cair Tanah.....................................................................18
Tabel.2.4 Aktivitas Tanah Lempung................................................................21
Tabel 2.5 Katagori Kekuatan Tanah................................................................32
Tabel 2.6 Komposisi Kimia Serbuk Granite......................................................37
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kadar Air Tanah Asli…...........................................60
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kadar Air Tanah ………………….……………..61
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah………………………………..61
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Batas-batas Atterberg…………………………... 63
Tabel 4.5 Hasil CBR, UCT…………………………………………………..67
2
BAB I
PENDAHULUHAN
1.1. Latar Belakang
Banyak dijumpai kondisi lapis dasar perkerasan jalan (subgrade) tidak
memenuhi syarat untuk menerima beban terutama beban lalu lintas pada saat jalan
tersebut dioperasikan. Apabila penanganan pada bagian ini kurang baik, maka akan
lebih mudah terjadi kerusakan pada permukaan jalan tersebut, misalnya jalan akan
berlubang, retak-retak atau terjadi penurunan yang tidak merata. Hasil pengamatan
langsung secara visual di lapangan, cukup banyak dijumpai permukaan jalan yang
bergelombang. Kerusakan yang terjadi pada permukaan jalan tersebut
kemungkinan salah satu disebabkan oleh daya dukung dari tanah dasarnya yang
kurang baik dan akibat kembang susut yang menyebabkan kurang stabilnya tanah
lapis dasar konstruksi jalan. Sehingga perlu adanya suatu usaha perbaikan tanah
dasar pada konstruksi jalan tersebut.
Mekanisme kerja Limbah Granite adalah merusak system koloid menjadi
partikel nonreaktif, serta meningkatkan daya ikat partikel tanah dan membebaskan
air terikat sehingga butiran tanah (solid) dan air akan terpisah. Partikel yang telah
dirubah secara kimiawi menjadi tidak reaktif terhadap air akan mencegah terjadinya
pengembangan tanah yang besar.
Untuk mengetahui seberapa jauh manfaat Limbah Granite dalam proses
stabilisasi, maka pada penelitian ini dicoba prosentase (%) penggunaan Limbah
Granite yang optimum sebagai bahan campuran . Hasil yang diharapkan dari
penggunaan Limbah Granite ini adalah dapat meningkatkan daya dukung tanah serta
dapat mengurangi fluktuasi kadar air tanah sehingga memenuhi syarat sebagai lapis
dasar (subgrade) pada konstruksi jalan. Untuk studi ini sampel tanah yang dites,
dibuat di laboratorium dengan cara membuat campuran Limbah Granite dengan
prosentase yang berbeda, yaitu : 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% terhadap berat
kering tanah.
3
1.2. Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dianalisa dalam penelitian ini apabila tanah
lempung distabilisasi dengan bahan Limbah Granite adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh penambahan Limbah Granite dengan prosentase yang
berbeda terhadap nilai-nilai karakteristik tanah.
2. Berapa besar prosentase (%) penggunaan bahan Limbah Granite yang optimum
sebagai bahan campuran untuk perbaikan tanah dasar.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengatasi permasalahan yang terjadi
pada lapisan tanah dasar (subgrade) yaitu :
1. Mengetahui pengaruh penambahan Limbah Granite sebagai bahan campuran
untuk stabilisasi terhadap nilai-nilai karakteristik lapisan tanah dasar
2. Mendapatkan prosentase penambahan Limbah Granite yang optimum dalam
mencapai nilai-nilai karakteristik yang maksimum.
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan harapan dapat memberikan manfaat bagi
peneliti maupun instansi terkait. Adapun manfaat tersebut antara lain :
1. Untuk Peneliti :
Sebagai salah satu kesempatan untuk menerapkan pengetahuan dibidang
teknologi perbaikan tanah (stabilisasi tanah),menerapkan teori-teori yang
didapat terutama mata kuliah Mekanika Tanah, Metode Perbaikan Tanah,
serta dapat mendalami dan memahami permasalahan yang berhubungan
dengan obyek penelitian.
2. Untuk Praktisi dan Instansi terkait :
- Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan masukkan dan dapat
digunakan sebagai bahan pertimbangan dan acuan pada instansi yang terkait
sebagai salah satu alternative dalam perbaikan tanah dasar konstruksi jalan.
4
- Hasil penelitian ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan dan acuan
dalam perencanaan tebal perkerasan jalan yang memakai metode stabilisasi
dengan campuran bahan Limbah Granite untuk meningkatkan daya dukung
tanah dasarnya (subgrade)
3. Bagi peneliti-peneliti selanjutnya hasil penelitian ini diharapkan dapat
dipakai sebagai perbandingan/masukkan dalam usaha mengembangkan
konstruksi jalan dan Ilmu Mekanika Tanah untuk jenis tanah lempung
dengan perlakuan-perlakuan yang berbeda.
1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Karena adanya keterbatasan waktu serta kemampuan pada saat pelaksanaan
penelitian ini, maka diadakan beberapa pembatasan masalah serta asumsi-
asumsi pada bahan, jumlah benda uji dan pengujian sebagai berikut :
1. Sampel yang diambil hanya dari satu lokasi yaitu tanah lempung Desa
Pejaten Tabanan.
2. Tidak dilakukan penelitian terhadap komposisi kimia dari bahan Limbah
Granite serta reaksi dari campuran.
3. Pengaruh temperature pada saat pengujian diabaikan.
4. Tidak dilakukan percobaan pelaksanaan dilapangan.
5. Tidak dilakukan analisa biaya.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Konstruksi Jalan Raya Secara Umum
Secara umum konstruksi jalan raya terdiri daribeberapa lapisan yaitu : lapis
permukaan (surface course), lapis pondasi atas (base course), lapis pondasi bawah (sub
base course) dan lapisan tanah dasar (subgrade)
Gambar 2. 1. Tebal Perkerasan Lentur Konstruksi Jalan Raya
(Djoko Untung Soedarsono, 1979 hal 7)
2.1.1. Tanah Dasar (subgrade)
Konstruksi perkerasan lentur terdiri dari lapisan-lapisan yang diletakkan di atas
tanah yang dipadatkan. Lapisan-lapisan tersebut berfungsi sebagai penerima beban lalu
lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Karena sifat penyebaran gaya maka
6
muatan yang diterima oleh masing-masing lapisan berbeda dan semakin ke bawah
semakin kecil. Lapisan permukaan harus mampu menerima seluruh beban yang bekerja di
atasnya, lapisan pondasi atas menerima vertikal dan getaran, sedangkan tanah dasar
dianggap hanya menerima vertikal saja. Oleh karena itu terdapat perbedaan syarat-syarat
yang harus dipenuhi oleh setiap masing-masing lapisan.
Lapisan tanah dasar (subgrade) adalah bagian yang sangat penting dari konstruksi
jalan, yaitu mendukung subbase course (lapisan tanah bawah), base course (lapisan tanah
pondasi atas), surface course (lapisan permukaan lapisan atas) atau yang mendukung
perkerasan.
Gambar 2.2. Lapisan perkerasan lentur
Pada umumnya masalah-masalah yang sering ditemui menyangkut tanah dasar
(subgrade) (Silvia Sukirman, 1992, hal 15) adalah :
a. Perubahan bentuk tetap (deformasi permanen) dari macam tanah tertentu akibat beban
lalu lintas.
b. Sifat kembang susut dari tanah tertentu akibat perubahan kadar air.
c. Daya dukung tanah dasar yang tidak merata pada daerah dengan macam tanah yang
sangat berbeda
d. Daya dukung yang tidak merata akibat pelaksanaan yang kurang baik.
e. Perbedaan penurunan (differential settlement.
Untuk sedapat mungkin mencegah timbulnya permasalahan yang menyangkut
tanah dasar serta mengingat pentingnya pengaruh kekuatan tanah dasar terhadap jenis
konstruksi maupun tebal tipisnya konstruksi perkerasan jalan, maka hendaknya
7
dipesiapkan tanah dasar dengan sebaik-baiknya agar konstruksi jalan raya dapat berfungsi
dengan baik, sesuai dengan umur rencana.
Pada umumnya kemantapan suatu tanah, dilihat dari kekuatan tanah tersebut yang
ditinjau dari daya dukungnya. Pengujian California Bearing Ratio (CBR) adalah cara yang
paling umum dipakai. Pada pembangunan jalan raya, sering dijumpai keadaan tanah dasar
yang lunak, dimana daya dukungnya sangat kecil. Untuk mengatasi permasalahan tersebut,
maka dicoba dengan metode stabilisasi yang merupakan salah satu cara yang dapat
dilakukan untuk mendapatkan kemantapan suatu tanah yang akan digunakan sebagai sub
grade jalan raya.
2.2. Pengertian Tanah
Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang
terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral pada yang tidak tersementasi (terikat secara
kimia) satu sama lain terdiri dari bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel
padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara parikel-
partikel tanah tersebut (Braja M. Das, 1993 hal.1). Tanah berguna sebagai bahan
bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga
sebagai pendukung pondasi dari bangunan itu sendiri seperti pada tanggul, bendungan dan
jalan raya. Dengan demikian tanah mempunyai peranan yang pentinh dalam pengerjaan
teknik sipil.
2.3. Klasifikasi Tanah
Metode stabilisasi tanah dasar sangat dipengaruhi oleh jenis tanahnya. Oleh sebab
itu, klasifikasi dari suatu tanah haruslah diketahui terlebih dahulu sebelum pelaksanaan
stabilisasi dilakukan.
Suatu stabilisasi mengenai tanah dapat memberikan suatu gambaran sepintas mengenai
sifat-sifat dalam tanah dalam menghadapi perencanaan maupun pelaksanaannya. Jadi
untuk maksud pemanfaatan contoh-contoh yang digunakan dalam peraturan perencanaan
(spesifikasi perencanaan), diperlukan suatu klasifikasi yang dikelompokkan menurut
kriteria yang sama.
8
Adapun system klasifikasi jenis tanah yang digunakan adalah :
1. Sistem klasifikasi USCS (Unifield Soil Classification System )
2. Sistem klasifikasi AASHTO (Assotiation of American Highway and Transfortation
Officials)
2.4.1. Struktur tanah kohesif
Suatu tanah kohesif dapat didefinisikan sebagai kumpulan partikel mineral yang
mempunyai Indeks Plastis (IP) sesuai dengan batas-batas Atterberg yang pada waktu
mongering membentuk suatu massa yang bersatu sedemikian rupa sehingga diperlukan
suatu gaya untuk memisahkan setiap butiran mikroskopisnya. Campuran yang diperlukan
untuk membuat suatu deposit tanah menjadi bersifat kohesif adalah mineral lempung,
kadang-kadang disebut bahan Argillaceous. Besarnya kohesif tergantung pada ukuran
relatif dan jumlah berbagai butiran tanah dan bahan argillaeous yang ada. Pada umumnya
apabila suatu tanah mengandung 50% atau lebih partikel dengan ukuran 0.002 mm atau
kurang, biasanya tanah itu disebut “lempung”.
Deskripsi lengkap tentang struktur tanah kohesif berbutir halus memerlukan
pengetahuan mengenai gaya antar partikel maupun susunan geometric atau tekstur dari
partikel tersebut. Adalah hampir tidak mungkin untuk mengukur gaya antara partikel yang
melingkupi partikel-partikel lempung secara langsung, maka tekstur lempung tadi akan
merupakan focus utama dalam studi-studi mengenai tanah kohesif. Dari studi tekstur,
perkiraan-perkiraan diadakan untuk penentuan gaya antar partikel. Gaya antar partikel
terlihat seolah-olah terbentuk dari tiga jenis aliran listrik yang berbeda :
a. Rekatan ionic : rekatan akibat berkurangnya electron di bagian luar dari atom-atom
yang membentuk satuan tanah dasar.
b. Rekatan Van Der Waals : rekatan akibat berubah-ubahnya jumlah elektron pada setiap
saat pada salah satu bagian dari inti atom.
c. Lain-lain : termasuk rekatan hidrogen dan gaya tarik gravitasi antara dua benda.
Struktur tanah kohesif total antara lain terdiri dari struktur sarang lebah atau
kropok (honeycomb), Flokulen dan terpisah. Struktur sarang lebah mungkin menjadi
situasi dimana cluster-cluster dari kelompok tertentu bergabung selama sedimentasi,
struktur ini diperoleh dari sedimentasi dilingkungan laut. Struktur flokulen adalah situasi
dimana butiran lanau menarik lapisan selubung mineral lempung atau ped membentuk dan
9
mengahsilkan sruktur flokulen yang berpori dan acak (random, struktur ini diperoleh dari
sidementasi didalam air yang mengandung kadar garam yang rendah. Keadaan terpisah
merupakan deskripsi yang memudahkan untuk orientasi kembali dari pemadatan.
2.4.2. Struktur Mineral Lempung
Mineral lempung pada dasarnya terdiri dari susunan dasar seperti silicon,
aluminium, oksigen, hydrogen dan beberapa logam lainnya seperti Fe, Mg, Ca, K dan Na.
Unsur – unsur tersebut membentuk suatu rangkaian dasar yang terdiri dari lapisan silica
tetrahedron dan aluminium octahedron (Gambar 2.3). Pada lapisan silica tetrahedron
setiap atom silicon dilingkupi oleh empat atom oksigen, sedangkan pada aluminium
octahedron setiap atom aluminium (juga bias magnesium) dikelilingi oleh gugus hidroksil
(OH) dan atom – atom oksigen. Lapisan-lapisan tersebut lebih dikenal sebagai tetrahedral
sheet dan octahedral sheet karena bentuknya yang tipis dan melebar. Sebagai simbulnya
tetrahedral sheet disebut juga silica sheet digambarkan sebagai bentuk trapesium
memanjang, sedangkan octahedral sheet digambarkan sebagai bentuk empat persegi
panjang.
Bila logam utama yang dominan pada octahedral sheet adalah aluminium, maka
lapisan tersebut juga sebagai gibbsite sheet dan bila logam utamanya adalah magnesium,
maka disebut brucil sheet.
Gambar.2.3. Susunan struktur dasar tetrahedral (silica) sheet dan octahedral sheet
10
Dari susunan kedua sheet tersebut, mineral lempung pada dasarnya dapat digolongkan
menjadi beberapa jenis (Grim 1988 dan Mitchell 1976) yaitu :
1. Kaolinite
2. Illite.
3. Montmorillonite
Gambar 2.4 Diagram struktur kaolinite dan foto scanning electron microscope
Gambar 2.5 Diagram struktur Illite dan foto scanning electron microscope
11
Gambar 2.6. Diagram struktur monmorilonite dan foto scanning electron
microscope
2.4.3. Karakteristik Tanah Lempung Pejaten Tabanan
Desa Pejaten Tabanan berada pada ketinggian antara 100 sampai 150 m di atas
permukaan laut, di mana seluruh tanahnya merupakan tanah lempung yang berwarna
coklat kemerah-merahan serta lengket bila bercampur air oleh karena itu maka Desa
Pejaten tidak mempunyai areal pertanian. Dengan kondisi tanah yang seluruhnya
merupakan tanah lempung, apabila hal ini ditinjau dari segi daya dukung tanahnya, sangat
kurang menguntungkan, terlebih lagi kalau tanah lempung sering terendam air akan
berakibat sangat lembek dan cepat menurun kekuatan daya dukung tanahnya. Secara
umum dapat dikatakan bahwa karakteristik tanah Desa Pejaten merupakan campuran tanah
lempung dengan plastisitas dan kembang susut yang tinggi.( Tesis Pasca Sarjana, I.B.Ag.
Dharmanegara, 1997,UGM).
2.5. Sifat fisik dan mekanik Tanah Lempung
2.5.1 Sifat fisik Tanah lempung
Sifat-sifat fisik tanah lempung dapat diketahui dengan melihat beberapa keadaan,
antara lain sebagai berikut.
2.5.1.1 Ukuran butir tanah
Ditinjau dari butirannya tanah lempung merupakan suatu jenis tanah dengan ukuran
butiran lebih kecil dari 2 mikron ( < 0,002 mm).
12
2.5.1.2 Batas-batas Atterberg.
Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit) adalah suatu metode untuk menjelaskan sifat
konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi. Suatu tanah lempung dapat
berbentuk padat, semi padat, plastis, dan cair, tergantung pada kadar air yang
dikandungnya. Bila kadar air dalam tanah tersebut tinggi, campuran tanah dan air akan
menjadi sangat lembek seperti cairan. Jika campuran itu kemudian dikeringkan lagi sedikit
demi sedikit, maka tanah tersebut akan melalui keadaan tertentu dari keadaan cair sampai
keadaan yang keras.Kadar air pada saat tanah mengalami perubahan dari satu keadaan ke
keadaan yang lainnya tidak sama pada tanah yang-tanah yang berlainan (RF. Craig, 1991).
Batas antara masing-masing wujud tanah tersebut dikenal dengan nama batas-batas
Atterberg, yang terdiri dari Batas Cair (LL), Batas Plastis (PL), dan Batas Susut (SL),
sebagaimana terlihat pada Gambar 2.7 berikut.
Gambar 2.7 Batas-batas Atterberg
Selisih antara Batas Cair (LL) dan Batas Plastis {PL) disebut PI (Plasticity Index atau
Indek Plastis).
Pengukuran batas-batas Atterberg ini dilakukan secara rutin untuk sebagian besar
penyelidikan yang meliputi tanah berbutir halus. Penentuan batas-batas Atterberg ini
dilakukan hanya pada tanah yang lolos saringan No. 40 (J.E. Bowles. 1991, hal.118)
Beberapa percobaan untuk menentukan Batas-batas Atterberg adalah :
a. Batas Cair (LL)
Percobaan Batas Cair dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah pada batas
antara keadaan cair dan keadaan plastis. Pendekatan yang digunakan untuk menentukan
13
batas cair, dapat digunakan suatu data jumlah pukulan dan kadar air yang dihitung seperti
perumusan di bawah ini (AASHTO T89-74)
121.0
25LL
Nwn
Dimana :
LL = Batas Cair (Liquid Limit)
Wn = Kadar Air
N = Jumlah pukulan pada kadar air Wn
Nilai batas cair dapat dikelompokkan seperti pada Tabel 2.1 berikut (Krebs, 1971)
Tabel 2.1. Nilai Batas Cair Tanah
Katagori Prosentase (%)
Low Liquid Limit
Intermediate Limit
High Limit
Very Limit
Extra High
20 – 25
25 – 50
50 – 70
70 – 80
> 90
b. Batas Plastis (Plasticity Limit)
Pemeriksaan batas plastis ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air suatu tanah
pada batas bawah daerah plastisnya. Jadi batas plastis tanah adalah kadar air pada batas
bawah daerah plastis atau kadar air minimum dimana tanah masih dalam keadaan plastis.
Batas plastis diberi simbul PL dan dinyatakan dengan prosen
14
c. Indeks Plastisitas
Indeks Plastisitas suatu tanah adalah sifat-sifat plastisitas dari tanah yang
merupakan selisih antara batas cair (LL) dengan batas plastas (PL) suatu tanah dan
dinyatakan dengan prosen (Braja M. Das, 1993 hal. 47). Keadaan inilah yang dinamakan
daerah dimana daerah tanah dalam keadaan plastisitas dan dengan pendekatan untuk
menentukan indeks plastisitas suatu tanah dinyatakan dengan rumus :
PI = LL – PL ……………………………………………………………… (.2-2)
Dimana :
PI = Indeks Plastisitas
LL= Batas Cair
PL = Batas Plastis
d. Batas Susut (Srinkage Limit)
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mencari kadar air tanah terhadap berat tanah
setelah dioven, dimana pengurangan kadar air tidak akan menyebabkan pengurangan
volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air tanah akan menyebabkan penambahan
volume tanah. Kadar air dinyatakan dengan prosen, dimana perubahan volume massa
tanah berhenti didefinisikan sebagai Batas Susut (Srinkage Limit).
Harus diketahui bahwa apabila batas susut ini semakin kecil, maka tanah akan
semakin mudah mengalami perubahan volume, yaitu semakin kecil SL, semakin sedikit air
yang dibutuhkan untuk mengubah volume (Joseph E. Bowles 1986). Perhitungan untuk
batas susut ini dapat digunakan rumus :
SL = w – 𝐕 𝟏− 𝐕 𝟐
𝐖 …………………………..……………………….. (2-3)
Dimana :
SL = batas susut V2 = isi tanah kering
w = kadar air tanah W = berat tanah kering
V1 = isi tanah basah
2.5.1.3. Berat Jenis Spesifik ( Specific Gravity, GS)
Berat jenis spesifik adalalah perbandingan antara berat isi butir tanah dengan berat isi
air suling dengan volume yang yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis spesifik (GS) ini
tanpa satuan dan nilai rata-ratanya adalah sebesar 2,65. Besaran dari pada berat jenis
15
spesifik ini dipergunakan untuk mendukung percobaan-percobaan lainnya seperti
pengujian hydrometer dan pengujian pemadatan.Perumusan yang dipergunakan untuk
menentukan berat jenis spesifik tanah adalah :
Berat jenis spesifik (GS) = Berat butir tanah
Be rat air dengan volume sama
GS = W 2−W 1
W 4−W 1 − W 3−W2 …………………………………………….. (2-4)
GS = Berat jenis spesifik
W1 = Berat picnometer, (gram)
W2 = Berat picnometer + tanah kering, (gram)
W3 = Berat picnometer + tanah kering + air, (gram)
W4 = Berat picnometer + air, (gram)
2.5.1.4. Sifat Kembang Susut Tanah
Peristiwa kembang susut tanah sangat dipengaruhi kadar air tanah bersangkutan dan
jenis mineral lempung yan dikandungan
1. Ciri-ciri Tanah Mengembang
Ada beberapa cara untuk mengetahui besar-kecilnya sifat kembang-susut dari
pada tanah. Salah satu cara diantaranya ialah dengan mencari angka Aktivitas (= Activity)
dari tanah tersebut dimana :
Aktivity, A = Plasticity Index
(% dari partikel tanah yang <2𝜇−5
Atau
Aktivity, A = P.I
% clay sizes − 5
16
Table 2.2. Aktivitas Mineral Lempung
Nama Mineral Lempung Aktivitas (A)
Montmorillonite 1-7
Illite 0,5-1
kaolinite 0,5
Halloysite (2H20) 0,5
Halloysite (4H20) 0,1
Attapulgite 0,5-1,2
Allophane 0,5-1,2
Catatan : suatu tanah dikataka aktif (mudah kembang susut apabila kadar airnya
berubah), apabila besarnya A > 1,25
2.5.2. Sifat-sifat Mekanis Tanah Lempung.
2.5.2.1. Pemadatan Tanah (Compaction Test)
Untuk memperoleh tanah dengan kerapatan yang tinggi dan mengeluarkan udara
yang terperangkap diantara pori-pori tanah biasanya dilakukan pemadatan tanah dengan
menggunakan suatu energy mekanis tertentu untuk menghasilkan pemampatan partikel
tanah. Cara mekanis yang digunakan untuk usaha ini ada bermacam-macam. Misalnya
untuk dilapangan energi pemadatan dapat diperoleh dari mesin gilas, alat-alat penumbuk
getaran dan benda-benda berat yang dijatuhkan. Sedangkan dilaboratorium pemadatan
dilakukan dengan menggunakan tenaga penumbuk dinanik.
Tujuan dari pemadatan pada dasarnya adalah untuk memperbaiki sifat teknis massa
tanah. Beberapa keuntungan yang didapat dengan diadakannya pemadatan ini adalah :
1. Memperkecil penurunan.
2. Meningkatkan mutu tanah : memperbaiki daya dukung tanah, menaikkan kuat
geser tanah
3. Memperkecil permeabilitas tanah
Percobaan Pemadatan di Laboratorium
1. Uji Proctor Standar
2. Uji Proctor Modifikasi
17
2.5.2.2. Californian Bearing Ratio (CBR).
1. CBR Laboratorium
Cara CBR ini pertama kali ditemukan oleh O.J. Porter, kemudian dikembangkan
oleh Californian State Highway Departement sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah
dasar.Kemudian cara ini dikembangkan lebih lanjut oleh badan-badan lain terutama oleh
US Army Corps of Engineers.
Percobaan penetrasi CBR dipergunakan untuk menentukan kekuatan atau daya
dukung suatu lapisan perkerasan. Nilai CBR yang didapat dipergunakan untuk
menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan diatas suatu lapisan yang nilai CBR
nya telah ditentukan, dengan anggapan bahwa di atas suatu bahan dengan nilai CBR
tertentu, tebal perkerasan tidak boleh kurang dari suatu angka tertentu.
CBR merupakan perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap bahan
standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama. Untuk menghitung tebal
perkerasan berdasarkan nilai CBR digunakan grafik-grafik yang dikembangkan oleh
berbagai muatan roda kendaraan dan intensitas lalu lintas. Nilai CBR dapat ditentukan
dengan rumus :
a. Untuk nilai tekanan penetrasi sebesar 2,54 mm (0,10 inch) terhadap tekanan penetrasi
standar yang besarnya 70,37 kg/cm2 (1000 psi)
CBR = (P1/70,37) x 100 % (P1 dalam kg/cm2)
Atau
CBR = P1/1000) x 100 % (P1 dalam psi)
b. Untuk nilai tekanan penetrasi sebesar 5,08 mm (0,20 inch) terhadap tekanan penetrasi
standar yang besarnya 105,56 kg/cm2 (1500 psi).
CBR = (P2/105,56) x 100 % (P2 dalam kg/cm2)
Atau
CBR = P2/1500) x 100 % (P2 dalam psi)
Grafik hubungan antara beban dengan penetrasi tidak selalu merupakan suatu garis
lengkung yang mulus seperti halnya pada hasil pemadatan standar. Sehingga untuk
18
mendapatkan hasil yang tepat maka grafik tersebut harus dikoreksi dan nilai CBR dibaca
dari titik nol grafik setelah dikoreksi.
Kekuatan tanah dasar sangat tergantung pada kadar airnya; makin tinggi kadar airnya
semakin kecil nilai CBR dari tanah tersebut. Walaupun demikian, hal itu tidak berarti
bahwa sebaiknya tanah dasar dipadatkan dengan kadar air yang rendah supaya mendapat
nilai CBR yang tinggi, karena kadar tidak konstan. Setelah pembuatan jalan maka air akan
dapat meresap kedalam tanah dasar, sehingga kekuatannya dan CBR-nya turun sampai
kadar airnya mencapai nilai yang konstan. Untuk memperhitungkan pengaruh air terhadap
kekuatan tanah, maka contoh untuk percobaan CBR direndam di dalam air selama 4 hari
(96 jam) sebelum dilakukan percobaan CBR. Selama masa perendaman ini contoh tanah
diberi beban berbentuk plat yang bulat dipermukaannya, dimana beban plat ini disesuaikan
dengan tekanan yang bekerja dilapangan akibat lapis perkerasan diatasnya. Setelah
perendaman ini percobaan CBR dilakukan seperti biasa dengan beban tadi tetap diatasnya.
Pada umumnya contoh tanah yang tidak direndam, nilai CBR nilai CBR –nya sangat
tinggi pada kadar air yang rendah dan makin tinggi
kadar airnya maka makin kecil nilai CBR yang didapat. Sedangkan contoh tanah yang
direndam nilai CBR-nya rendah pada kadar air yang rendah dan makin bertambah kadar
airnya, maka nilai CBR-nya semakin besar sampai mencapai puncak berdekatan dengan
kadar air optimum (Wopt), setelah puncak ini nilai CBR turun lagi
CBR Design
Untuk perencanaan (Design) jalan baru, tebal perkerasan biasanya ditentukan dari nilai
CBR dari tanah dasar yang dipadatkan (Compacted Subgrade). Nilai CBR yang
dipergunakan untuk disebut dengan CBR, yang ditentukan dengan dua factor, yaitu (L.D.
Wesley, 1997 hal. 176) :
1. Kadar air W serat berat isi kering (d) pada wakltu dipadatkan
2. Perubahan kadar air yang mungkin akan terjadi setelah perkerasan selesai dibuat.
Nilai CBR design adalah nilai CBR rencana yang didapatkan pada 95% kepadatan
kering maksimum( max). Dari hasil percobaan tersebut kemudian dibuat grafik hubungan
kepadatan kering maksimum yang diperoleh hasil percobaan pemadatan dengan nilai CBR
yang didapat. Dari grafik tersebut didapatkan nilai CBR pada 95% kepadatan kering
19
maksimum (dmax) yang dipakai sebagai nilai CBR design dan digunakan pada
perencanaan tebal tipis perkerasan kontruksi jalan raya.
2.5.2.3. Kuat Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]
Unconfined Compression Test (UCT) adalah merupakan suatu metode pengujian
untuk mendapatkan daya dukung ultimit tanah (qu). Yang diperoleh dalam percobaan
UCT adalah kuat tekan bebas dari tanah yaitu besarnya tekanan axial yang diperlukan
untuk menekan suatu silinder tanah sampai pecah, atau besarnya tekanan yang
memberikan perpendekan tanah sebsar 20% bila tanah tersebut tidak pecah. Dalam hal
ini sifat setempat yang paling penting adalah kekuatannya (keadaan wujudnya) dan istilah-
istilah yang digunakan untuk menerangkan ini, sesuai dengan kekuatan yang
bersangkutan. Benda uji yang digunakan dalam percobaan ini bias tanah asli maupu tanah
pada buatan dengan tinggi 2 sampai 3 kali diameternya.
Harga kuat tekan bebas (qu) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
𝐪𝐮=
𝐏
𝐀 𝐤𝐠
𝐜𝐦𝟐 ............................................................................. (2.8)
Dimana :
P = Gaya dari beban yang bekerja ditentukan dari pembacaan arloji ukur cincin
beban
A = Luas penambpangan tanah ( cm2)
Dari percobaan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara regangan dengan
tanah aksial. Tekanan aksial yang maksimum merupakan kuat tekan bebas tanah yang
diperiksa sehingga kuat geser tak terdrainasi [Undrained (Cu)]. Cu dapat dihitung dengan
rumus :
𝐂𝐮 = 𝐪𝐮
𝟐 𝐤𝐠
𝐜𝐦𝟐 ……………………………………………(2.9)
20
Table 2.3.katagori Kekuatan Tanah (Wesley, 1977 hal.19)
Deskripsi Unconfined Compressive Strength
(kg/cm2)
Sangat lunak (very soft)
Luna (soft)
Teguh (firm)
Kenyal (stiff)
Keras (hard)
0,25
0,25-0,50
0,50-0,10
0,10-4,00
≥ 4,00
2.6. Stabilisasi Tanah Dasar
Metode stabilisasi tanah (Soil Stabilization) adalah salah satu metode yang
dapat digunakan utnuk meningkatkan mutu tanah dasar sebelum digunakan. Dengan
stabilisasi tanah berarti mencampur tanah dengan suatu bahan tertentu yang berguna untuk
mengubah atau memperbaiki mutu tanah asal, sehingga diharapkan akan diperoleh sifat-
sifat tanah yang lebih baik sesuai dengan yang dikehendaki perencana.
Dengan pengertian lain stabilisasi tanah adalah usaha memodifikasi sifat dan kelakuan
tanah asli dengan menambahkan atau melakukan sesuatu terhadap tanah asli, sehingga
terbentuk sifat dan kelakuan tanah yang lebih baik dan memenuhi syarat.
2.6.1. Prinsip-prinsip Dasar Stabilisasi Tanah
Ada tiga cara perbaikan tanah yang umum dilakukan untuk pekerjaan konstruksi jalan
raya, (Kezdi Arpard, Stabilized Earth Road, 1979, hal.22) yaitu :
a. Cara Mekanis, yaitu perbaikan tanah yang dilakukan tanpa penambahan bahan-
bahan lain. Perubahan sifat-sifat tanah dapat dicapai dengan :
1. Mengurangi volume rongga (membuang udara) dari tanah dengan melakukan
pemadatan.
2. Kadar air yang harus dijaga dalam suartu batas yang konstan, misalnya dengan
drainase.
3. Perbaikan gradasi, yaitu dengan penambahan fraksi tanah yang masih kurang.
21
b. Cara Fisik, yaitu dengan memanfaatkan perubahan-perubahan fisik yang terjadi
seperti:
1. Hidrasi (proses hidrasi semen yang akan membentuk ikatan antar partikel tanah
sehingga campuran semen dengan tanah akan mengeras).
2. Penyerapan air (absorbsi) seperti yang terjadi pada stbilisasi dengan kapur.
3. Perubahan temperature (seperti pada stabilisasi dengan bitumen, dimana aspal
harus dicairkan terlebih dahulu dengan jalan dipanaskan agar dapat tercampur.
4. Evaporasi/ penguapan (yaitu dengan penguapan emulsi aspal untuk
menguatkan tanah.
c. Cara Kimiawi, yaitu dengan memanfaatkan reaksi-reaksi kimia yang terjadi yang
akan mengakibatkan perubahan sifat-sifat tanah, seperti :
1. Pertukaran ion, yaitu dengan menukar reaksi ion antar butir-butir tanah.
2. Presefikasi/pengendapan yaitu dengan mncampur dua macam campuran
sehingga akan menghasilkan suatu campuran yang baru yang dapat
menimbulkan pemadata pada tanah.
3. Polimerisasi/ perubahan bentuk molekul, yaitu dalam kondisi tertentu beberapa
zat sederhana dicampur, sehingga akan memebentuk zat baru yang memliki
molekul yang lebih besar dan menimbulkan pengaruh pada stabilisasi.
2.6.2 Metode Stabilisasi Tanah
Pada konstruksi jalan raya, perbaikan tanah dasar merupakan stabilisasi tanah
dangkal, hal ini memungkinkan digunakannya berbagai macam metode perbaikan,
misalnya ditinjau dari segi teknik pencampuran. Metode perbaikan tanah yang lazim
digunakan pada konstruksi jalan raya antara lain dapat dilakukan dengan (Suyono
Sosrodarsono, 1984 hal.258) :
1. Metode pencampuran terpusat : yaitu tanah tersebut dicampur dengna bahan
stabilisasi pada suatu tempat, kemudian baru diangkat ke tempat pekerjaan.
Kemudian dilakukan pemadatan, untuk itu diperlukan mesin pencampur.
2. Metode pencampuran dalam galian : yaitu bahan stabilisasi dicampur dengan tanah
pada lubang galian tanah, kemudian diangkut ke tempat pekerjaan. Bahan
stabilisasi dapat dipancangkan ke dalam tanah dalam bentuk tiang kemudian digali
22
bersama-sama dan dicampur, atau bahan stabilisasi itu ditaburkan di atas tanah
sehingga pada penggalian terjadi pencampuran.
3. Metode pencampuran di tempat pekerjaan : yaitu tanah dihamparkan di tempat
pekerjaan, kmudian ditaburi bahan stabilisasi dan dicampur, atau tanah yang akan
distabilisasikan itu digaruk dan dicampur dengan bahan stabilisasi.
Selain dari teknik pencampurannya, metode lain yang juga perlu diperhatikan
adalah dari macam campurannya, hal ini terutama pada stabilisasi dengan campuran arang
kayu, dimana bahan campuran tersebut apakah mudah larut dalam air atau tidak. Macam
bahan campuran tersebut dapat berupa :
a. Larutan, dalam arti campuran tersebut dilarutkan dalam air, baru kemudian
dicampur dengan tanah yang distabilisasi.
b. Butiran, dalam arti campuran tersebut masih dalam keadaan butiran dicampur
dengan tanah yang akan distabilisasikan kemudian diberi air, baru diaduk.
Stabilisasi tanah dapat terdiri dari salah satu tindakan berikut (Joseph E. Bowles,
1986 hal. 216) :
1. Menambah kerapatan tanah.
2. Menambah material yang tidak aktif sehingga mempertinggi kohesi dan atau tahanan
geser yang timbul.
3. Menambah material untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dan fisis dari
material tanah.
4. Merendahkan muka air tanah (drainase tanah)
5. Mengganti tanah yang buruk dengan tanah yang baik.
2.7. Stabilisasi Tanah Dengan Bahan Granite
Limbah granite berupa serbuk hasil pemotongan granite dengan harga yang relative sangat
murah diperkirakan dapat menggantikan kapur sebagai bahan stabilisasi tanah yang
ekonomis. Akan tetapi penelitian tentang serbuk limbah granite ini sebagai stabilisasi tanah
masih sangat minim. Serbuk limbah granite yang digunakan berasal dari Kabupaten
Tulungagung. Secara fisika serbuk granit berwarna putih terang dan mempunyai berat jenis
2,79. Serbuk limbah granit mempunyai ukuran butir yang halus dengan 100,00% butirannya
23
lolos ayakan Nomor 200 berdiameter 0,08 mm. Secara fisika serbuk limbah granite dapat
dilihat pada Gambar 2.19
Gambar 2.8. Limbah Granite
Sebelum digunakan, serbuk granite dikeringkan dengan cara dioven pada suhu 110⁰±5⁰C.
Berat konstan serbuk granite diperoleh setelah dioven selama 72 jam. Pengujian komposisi kimia
serbuk granite dilaksanakan dengan beberapa metode. Metode Atomic Absorption
Spectrophotometry(ASS) digunakan untuk menentukan komposisi Kalsium (Ca), Ferrum (Fe) dan
Magnesium (Mg). Metode Gravimetri digunakan untuk menentukan komposisi Silikon (Si) dan
untuk menentukan komposisi Aluminium (Al
24
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pemilihan lokasi dan Pengambilan Sampel
3.1.1. Pemilihan Lokasi
Lokasi yang ditetapkan sebagai tempat dalam pengambilan sampel dilakukan
setelah selesai mengadakan observasi lapangan. Hal ini bertujuan dapat menentukan suatu
lokasi dimana sampel tanah yang dipakai telah dapat mewakili jenis tanah dari setiap
lokasi tersebut.
3.3.2 Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel tanah dilakukan di Desa Pejaten Kabupaten Tabanan
Penelitian lokasi pada daerah/desa ini dilakukan berdasarkan atas kesimpulan dari
penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya, dimana seluruh lokasi di Desa Pejaten,
Tabanan mempunyai jenis tanah yang sama yaitu jenis tanah liat dengan warna coklat
agak kemerah-merahan dengan plastisitas dan kembang susut tinggi
3.3.2.1 Sampel Tanah Asli (Undisturbed Sample)
Dalam penelitian ini sampel tanah diambil dengan membuat lubang segi empat
dengan ukuran 1,5 m x 1,5 m sampai pada kedalaman 1,5 meter di bawah permukaan
tanah. Sampel diambil dengan memasukkan tabung contoh ke dalam tanah dengan jalan
dipukul, kemudian tabung contoh diangkat dan kedua ujungnya ditutup rapat dengan
plastic serta celah-celah pada penutupnya diberi lapisan lilin. Hal ini untuk mencegah
terjadinya penguapan air dari dalam sampel.
3.3.2.2 Sampel Tanah Tidak Asli (Disturbed Sample)
Dalam penelitian ini sampel tanah tidak asli diambil dengan menggunakan cangkul
dan sekop kemudian dimasukkan ke dalam karung dan diikat. Meskipun merupakan
sampel tanah tidak asli dilakukan juga usaha sederhana untuk melindungi sampel ini dari
perubahan-perubahan yang terlalu drastis (seperti hujan dan panas matahari) agar tidak
terlalu jauh perbedaan struktur dan komposisinya dengan secepatnya membawa sampai ke
laboratorium.
25
3.4 Penelitian Laboratorium
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam melaksanakan penelitian di
laboratorium adalah sebagai berikut:
3.4.1 Persiapan Bahan.
Pada pelaksanaan penelitian di laboratorium, masing-masing bahan mendapatkan
perlakuan yang berbeda-beda, sesuai dengan tujuan dari penelitian yang ingin dicapai.
Dalam hal ini bahan dapat dibedakan atas dua (2) jenis yaitu :
a. Bahan pertama dalam hal ini tanah asli tidak dilakukan pencampuran dengan
serbuk Granite
b. Bahan kedua merupakan sampel tanah diambil dari lapangan (disturbed sample)
dan dikeringkan (kering udara). Tanah yang telah kering diayak sesuai dengan
kebutuhan kemudian dicampur dengan serbuk Granite dengan prosentase (%)
kadar pencampuran yang bervariasi.
3.4.2.Pembuatan Benda Uji
Benda uji dari bahan sampel tanah yang tidak asli (disturbed sample) dibuat dengan
penambahan campuran serbuk Granite dengan prosentase (%) penambahan campuran
masing-masing : 0%, 5%,10%, 15%, 20% dan 25% terhadap berat kering tanah. Di mana
untuk setiap prosentase (%) penambahan Granite dibuat tiga (3) buah benda uji.
3.4.3. Cara Pelaksanakan di Laboratorium
3.4.3.1.Penelitian Sifat Fisis Tanah.
1.Kadar Air Tanah Asli (w %).
Tujuan :
Menghitung prosentase air yang dikandung tanah
Benda Uji :
Sampel yang digunakan adalah sampel yang tidak terganggu (undisturbed sample)
seberat 100 gram.
2.Percobaan Berat Jenis (Gs)
Tujuan :
Menentukan harga berat jenis (specific gravity) dari suatu contoh tanah.. Berat
jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air suling
dengan isi yang sama pada suhu tertentu.
26
Benda Uji :
Sampel yang akan diselidiki dikeringkan dalam oven selama 24 jam, kemudian
ditumbuk dan disaring dengan saringan No.4
3. Percobaan Batas Cair (Liquid Limit)
Tujuan :
Untuk menentukan kadar air tanah pada keadaan batas peralihan antara cair dan
keadaan plastis.
Benda Uji :
Contoh tanah yang disediakan adalah lebih kurang 100 gram dan disaring lewat
saringan No.40. bila tanah mengandung butiran kasar, mula-mula dikeringkan
dalam suhu udara secukupnya, sampai dapat disaring. Gumpalan-gumpalan tanah
dipecahkan dengan cara ditumbuk dalam mortar dengan penumbuk berkepala karet
sehingga butir-butirnya tidak rusak.
4. Percobaan Batas Plastis
Tujuan :
Untuk mencari kadar air suatu tanah dalam keadaan plastis
Benda Uji :
Karena merupakan lanjutan dari pengujian batas cair, maka sampel diambil dari
campuran pada pengujian batas cair sebanyak kira-kira 8 gram. Bila selama
pengujian batas cair sampel terlalu kering maka ditambahkan air dan dicampur
kembali sampai merata.
5. Indek Plastisitas (IP)
Penelitian indek plasisitas merupakan kelanjutan dari penelitian batas cair (LL)
dan batas plastis (PL). dengan diketahui batas cair dan batas plastis maka secara
langsung dapat ditentukan indek plastisitasnya, dimana indek plastisitas adalah
selisih antara batas cair dan batas plastis (IP=LL-PL).
6. Percobaan Batas Susut (SL)
Tujuan:
Untuk menentukan batas susut tanah
Benda uji :
27
Contoh tanah yang disediakan adalah lebih kurang 30 gram dan disaring lewat
saringan no. 40. Bila tanah mengandung butir-butir kasar, mula-mula dikeringkan
dalam sushu udara secukupnya, sampai dapat disaring. Gumpalan-gumpalan tanah
dipecah dengan ditumbuk dalam mortar dengan penumbuk berkepala karet
sehingga butir-butirnya tidak rusak.
7. Percobaan Gradasi Butiran (Analisa Ukuran Butir)
Analisa ukuran butir dilakukan dengan dua cara yaitu :
a. Analisa Tanah yang Berbutir Kasar.
Tujuan :
Untuk menentukan pembagian tanah dengan memakai saringan.
Benda Uji :
Benda uji diambil dari alat pemisah contoh
b. Analisa Hidrometer untuk Tanah yang Berbutir Halus
Tujuan :
Menetukan pembagian butir tanah yang lewat saringan No.200
Benda Uji :
Contoh tanah yang lewat saringan No.200
3.4.3.2.Penelitian Sifat Mekanik Tanah
1. Percobaan Pemadatan (Compactiont Test)
Tujuan :
Untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah dengan
jalan memadatkan dalam cetakan silinder yang berukuran tertentu.
Benda Uji :
Contoh tanah, dikeringkan sampai kering udara atau dioven sampai suhu
60o, bagian yang tertahan disingkirkan. Jumlah contoh tanah, dan bahan
Stabilia yang digunakan ± 13,50 kg setiap percobaan.
Contoh tanah dicampur dengan bahan serbuk Granite dengan variasi
prosentase penambahan 0%, 5%,10%, 15%, 20% dan 25%, dari berat tanah
kering udara. Kemudian campuran itu disimpan dan dimasukkan kedalam
kantong plastik.
28
2. Kuat Tekan Bebas
Tujuan :
Dimaksudkan untuk menetukan besarnya kekuatan tekan bebas contoh tanah
Benda Uji
Benda uji didapat dari pemadatan standard pada kadar air optimum. Tanah
yang telah dipadatkan tersebut dikeluarkan dari cetakan lalu diiris-iris dengan
pisau sampai dengan diameter tertentu.
3. Percobaan Penentuan nilai CBR Tanah
Tujuan :
Untuk menentukan nilai CBR tanah yang dipadatkan pada kadar air optimum
Benda uji :
Benda uji harus dipersiapkan sesuai dengan cara pemeriksaan pemadatan.
Benda uji dimasukkan ke dalam kantong plastik dan direndam selama 24 jam.
29
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Sifat Fisik dan Mekanis Tanah
Karakteristik teknis yang dimiliki tanah asli dan tanah dengan campuran serbuk
Granite, dapat diidentifikasikan dengan melakukan percobaan penelitian di laboratorium
mengikuti prosedur percobaan yang ada dalam Buku Manual Laboratorium Mekanika
Tanah Fakultas Teknik Unud.
Adapun parameter yang ditentukan dalam menentukan sifat-sifat fisik dan
mekanik tanah adalah : kadar air (w %), berat volume tanah basah γb , berat volume
tanah kering γd , berat jenis (Gs), batas-batas Atterberg, tes kepadatan, CBR, dan tes
kuat tekan bebas (UCT), serta gradasi butiran tanah (analisa hidrometer dan analisa
saringan).
Nilai dari semua parameter sifat fisik dan mekanik tanah lempung Pejaten yang
dicampur dengan Stabilia,sebagai bahan stabilisasi tanah dasar untuk subgrade dapat
dilihat pada Tabel 4.1.
4.1.1 Sifat Fisik Tanah
4.1.1.1 Kadar Air Tanah Asli ( w ) %
Kadar air tanah ini berhubungan erat dengan derajat kekerasan dari tanah tersebut. Bila
kadar air tanah rendah, maka diperlukan suatu daya pemadatan yang besar, sebaliknya bila
kadar air tanah tinggi, biarpun daya pemadatan ditambah maka hal ini tidak berarti tanah
akan menjadi lebih padat karena dalam hal ini volume pori sudah menjadi jenuh oleh air.
Sehingga meskipun dengan mempertinggi daya pemadatan butir-butir tanah tidak mungkin
menjadi lebih padat.
Dalam penelitian laboritorium ini, tanah asli Desa Pejaten, Tabanan memiliki
kadar air pada rentang 57,61 % sampai 58,32% dengan kadar air rata-rata 57,59% seperti
terlihat ada Tabel 4.1.Dengan kadar air tanah yang tinggi (57,94%) maka tanah asli
Pejaten bila akan digunakan sebagai subgrade jalan perlu dilakukan stabilisasi tanah.
Karena bila hanya dilakukan dengan cara menambah daya pemadatan, butir-butir tanahnya
tidak mungkin akan menjadi lebih padat.
30
Table 4.1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Tanah
No PARAMETER
TANAH
TANAH
ASLI
SAMPEL TANAH
LEMPUNG PEJATEN + STABILIA
0% 5% 10% 15% 20% 25%
A SIFAT FISIK TANAH
1 Kadar Air (w,%) 57.94 25.00 23.00 21.00 19.00 21.00 22.00
2 Berat Vol.Tanah Basah
(gr/cm3)
1,601 1.613 1.648 1.634 1.618 1.621 1.610
3 Kadar Pori (n, %) 59.827 51.54 47.244 46.172 45.051 45.172 45.069
4 Angka Pori (e, %) 1.490 1.064 0.896 0.858 0.820 0.824 0.820
5
Berat Vol. Kering
γd ,gr/cm3
1.067 1.290 1.340 1.350 1.360 1.340 1.320
6 Berat Jenis (Gs) 2.662 2.662 2.540 2.508 2.475 2.444 2.403
7 Batas Cair (LL), % 83.00 82.00 75.90 68.50 60.80 59.50 57.00
8 Batas Plastis (PL), % 32.440 36.96 41.27 48.72 51.05 52.15 52.75
9 Indeks Plastis (IP), % 50.560 45.04 34.63 19.78 9.70 7.35 4.25
10 Batas Susut (SL), % 18.980 20.47 23.55 24.70 25.85 27.00 28.15
B SIFAT MEKANIS TANAH
1. CBR Laboratorium, %
10 Tumbukan 4.00 4.33 5.17 5.50 5.33 5.17
25 Tumbukan 5.67 6.17 7.17 7.33 7.33 6.50
56 Tumbukan 6.00 7.17 9.00 9.00 8.83 6.67
2 CBR Design, (%) 4.50 5.00 7.20 7.40 6.90 5.80
3 UCT (kg/cm2) 2.20 3.20 3.30 3.80 3.70 3.60
31
Berdasarkan dari hasil penelitian yang diperoleh (Tabel 4.1), di mana akibat dari
penambahan serbuk Granite,terhadap tanah lempung Pejaten, kadar air yang didapat
cenderung menurun/mengecil dari kadar air tanah aslinya. Ini berarti apabila jenis tanah
Pejaten distabilisasi dengan serbuk Granite, derajat kekerasan dari tanahnya akan menjadi
lebih besar, dalam arti tanah tersebut akan menjadi lebih padat.
4.1.1.2 Berat Volume Tanah Basah ( γb)
Berat volume tanah basah merupakan suatu hubungan berat volume, yang berguna
dalam menentukan sifat fisik tanah seperti : angka pori (e), porositas (n), dan derajat
kejenuhan (Sr). Berdasarkan hasil penelitian laboratorium untuk tanah asli Pejaten berat
volume tanah basah terletak antara rentang 1,57 gr/cm3 sampai 1,62 gr/cm
3 dengan nilai
rata-rata 1,601 gr/cm3.
Dari hasil penelitian berat volume tanah basah (𝛄b) ini, didapat angka pori (e)
untuk tanah asli sebesar 1,490 dan porositas/ volume pori (n)-nya sebesar 59,827 %.
Dimana setelah tanah Pejaten dicampur dengan serbuk Granite, terlihat bahwa angka pori
(e) dan volume pori (n)-nya menurun dari nilai (e),dan (n) tanah aslinya. Berarti tanah
Pejaten setelah dicampur dengan serbuk Granite, tanahnya menjadi lebih padat karena air
yang mengisi pori-pori tanah telah didorong keluar oleh mineral dari serbuk Granite. Dan
pori-pori itu sekarang diisi oleh mineral campuran tersebut, sehingga volume porinya
menjadi berkurang.
4.1.1.3 Pengaruh Penambahan Campuran serbuk Granite, terhadap Berat Jenis spesifik
(Gs)
Dari hasil penelitian laboratorium mengenai berat jenis tanah (Gs) untuk tanah asli
Pejaten didapat nilai berat jenisnya pada rentang 2,636 dan 2,687 dengan berat jenis (Gs)
rata-rata sebesar 2,662. Dimana setelah tanah Pejaten dicampur dengan serbuk Granite,
berat jenis tanahnya cenderung menurun dari berat jenis tanah aslinya (Tabel 4.1). Berat
jenis spesifik (Gs)-nya menurun sejalan dengan bertambahnya kandungan campuran
serbuk Granite, hal ini terjadi karena serbuk Granite,sebagai bahan pencampur mempunyai
nilai berat jenis spesifik (Gs) yang lebih kecil dan mineral lempung, khususnya mineral
lempung Pejaten, yang termasuk mineral lempung inorganik/anorganik. Jadi dengan
bertambahnya prosentase penambahan Stabilia, ini berarti akan mengurangi mineral
32
lempung itu sendiri sehingga akan mengakibatkan berkurangnya nilai berat jenis tanah itu
sendiri.
4.1.1.4 Pengaruh Penambahan serbuk Granite terhadap Nilai-nilai Konsistensi
Atterberg Tanah Pejaten
Penambahan prosentase serbuk Granite,terhadap tanah lempung akan
menyebabkan terjadinya ikatan antar partikel tanah lempung dengan partikel serbuk
Granite, sehingga pori-pori tanah akan terisi atau tertutup oleh partikel serbuk Granite,
yang akan menjadikan tanah lempung menjadi kurang sensitif terhadap perubahan kadar
air.
Ikatan antar partikel tanah ini akan menyebabkan terbentuknya partikel-partikel yang
lebih besar, sehingga specific suface (Ss) menjadi semakin kecil. Bila specific surface
semakin kecil, maka batas cair (LL) bertambah kecil juga (Muhunthan, 1991). Dari Tabel
4.1 terlihat dimana harga batas cair (LL) menurun, batas plastis (PL) meningkat dan
indeks plasisitas (IP) cenderung menurun dengan adanya penambahan serbuk Granite. Ini
berarti bahan serbuk Granite dapat mengurangi plastsitas dari tanah lempung tersebut.
Apabila plastisitas suatu tanah bertambah kecil, berarti tanah tersebut semakin padat.
Dengan berkurangnya nilai plastisitas tanah lempung maka beberapa sifat lempung
yang kurang menguntungkan dipandang dari segi mekanis seperti kembang susut dapat
diperbaiki. Karena sesuai dengan sifat-sifat konsistensi dari tanah, di mana semakin besar
harga (IP) maka rentang dimana tanah berada dalam keadaan plastis akan semakin besar
juga. Sedangkan sifat plastisitas tanah selalu berhubungan dengan kadar air atau tanah
semakin rentan terhadap perubahan kadar air
4.1.1.5 Gradasi Butiran Tanah
1. Analisa Saringan
Penelitian analisa saringan (Sieve analisis) dilakukan sebanyak dua kali, dengan hasil
gradasi yang diperlihatkan Prosentase lolos ayakan no.10 (2,00 mm) adalah 100%
Prosentase lolos ayakan no.200 (0,075 mm) berkisar antara 93,378% sampai
96,078% dengan rata-rata 94, 728%.
33
Berdasarkan data-data di atas, menurut AASHTO 1982, M-145 dimana butiran
yang lolos saringan no.200 lebih dari 35%, maka tanah tersebut termasuk material
butiran halus dan apabila kurang dari 12% lolos saringan no.200 perlu didapatkan Cc
dan Cu untuk menentukan tanah tersebut bergradasi baik atau bergradasi buruk. Nilai
koefisien gradasi (Cc) dan nilai koefisen keseragaman (Cu) tidak perlu dicari, karena
diameter butir sampel tanah yang lolos saringan no.200 lebih dari 12% (Bowls, 1986).
2. Analisa Hidrometer
Berdasarkan analisa saringan di mana lebih dari 50% tanah tersebut lolos saringan
no. 200, maka untuk mennetukan ukuran butirnya dilakukan dengan analisa hidrometer.
Dalam penelitian ini telah dilakukan tes analisa hidrometer dengan hasil seperti :
yaitu :
27,5% berat dengan diameter < 0,002 mm berupa lempung (clay)
70% berat dengan diameter 0,002 < < 0,074 mm berupa lanau
2,5% berat tanah tersebut berupa pasir.
4.1.1.6 Sistem Klasifikasi Tanah
1. Sistem Klasifikasi AASHTO
Bila sistem klasifikasi ini diterapkan pada tanah, maka didapat sebagai berikut :
Prosentase lolos ayakan nomor 10 (2,00 mm) adalah 100%
Prosentase lolos ayakan nomor 40 (0,425 mm) adalah 100%
Prosentase lolos ayakan nomor 60 (0,250 mm) adalah 99,736%
Prosentase lolos ayakan nomor 140 (0,106 mm) adalah 98,267%
Prosentase lolos ayakan nomor 200 (0,075 mm) adalah 94,728%
Indeks Plastisitas (IP) 50,56 %
Batas Cair (LL) 83,0%
Dengan melihat sistem klasifikasi AASHTO pada Table 2.2, dimana IP > LL-30,
maka tanah tersebut termasuk A-7-6 (bahan yang terdiri dari tanah lempung dan dari
segi penilaian sebagai bahan subgrade termasuk cukup sampai buruk). Untuk dapat
membedakan kemampuan memikul beban roda dari jenis tanah yang satu dengan yang
lainnya dengan kelompok tanah, maka perlu dicari nilai Indeks Kelompok [Group
Indeks (GI)]. Bila dihitung group indeks dengan rumus maka didapatkan :
34
GI= (F-35)[0,2+0,005(LL-400] + 0,01(F-15) (IP-10)
GI=(94,728-35)[0,2+0,005(83,00-40)] + 0,0(94,728-15)(50,56-10)
GI= 57,125
= 57
Dimana :
F = prosentase butiran tanah yang lolos saringan no.200
LL = batas cair taanh (liquid limit)
IP = indeks plastisitas tanah (Plasticity Index)
Group Indeks (GI) digunakan sebagai patokan umum untuk kemampuan daya
dukung tanah. Makin besar nilai indeksnya, maka tanah tersebut makin buruk. Dengan
group indeks = 57 maka dengan system AASTHO tanah Pejaten diklasifikasikan menjadi
A-7-6.
2. Sistem Klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System)
Untuk menentukan jenis tanah dengan sistem USCS, maka diperlukan data analisa
ukuran butiran, batas cair (LL) dan indeks plastisitas (IP). Berdasarkan percobaan yang
telah dilaksanakan, didapatkan data-data sebagai berikut :
Prosentase lolos ayakan nomor 200 (0,075 mm) adalah 94,728 %
Indeks plastisitas (IP) 50,56%
Batas Cair (LL) 83,00%
Dari Gambar Plasticity Chart jenis tanah digambarkan di atas garis A, dan juga di
atas garis dengan LL > 50%, maka jenis tanah Pejaten termasuk jenis tanah lempung
inorganik/ unorganik dengan plastisitas tinggi (CH).
4.2 Sifat Mekanis Tanah
Dalam penelitian ini, sifat-sifat mekanis tanah dilakukan terhadap sampel tanah
ditambah serbuk Granite dengan prosentase penambahan yang bervariasi. Adapun
parameter yang ditentukan adalah test kepadatan standar,CBR, dan test kuat tekan bebas
(UCT). Harga dari masing-masing parameter tersebut disajikan dalam Tabel 4.1.
Tingkat kepadatan suatu sampel tanah dapat ditentukan dari berat volume kering (d )
sampel tanah yang dipadatkan. Bila kadar air sutau sampel tanah rendah maka tanah itu
keras, kaku dan sukar dipadatkan. Bila kadar air ditambah maka air itu akan berfungsi
sebagai pelumas, sehingga tanah tersebut akan lebih mudah dipadatkan dimana setelah
35
dipadatkan ruang pori antar butir akan menjadi lebih kecil. Pada suatu nilai kadar air
tertentu, angka pori akan menjadi lebih rendah, yaitu tanah menjadi paling padat. Kadar
air ini adalah kadar air yang paling cocok untuk daya pemadatan yang disebut dengan
kadar air optimum (woptimum).
Dalam penelitian pemadatan ini dilakukan terhadap tanah yang dicampur dengan
serbuk Granite dengan prosentase bervariasi dimana masing-masing sampel dilakukan
lima kali percobaan dengan kadar air yang berbeda-beda untuk mendapatkan berta volume
kering maksimum (d) serta kadar air optimum (woptimum). Dari data tersebut dapat dibuat
kurve hubungan antara kadar air dengan kepadatan. Dari kurve tersebut dapat dilihat
bahwa makin bertambah kadar air, maka kepadatan yang dicapai akan cenderung
meningkat, sampai pada kadar air tertentu dimana kepadatan mencapai maksimum
(Maximum Dry Density) dan bila penambahan air masih tetap dilakukan maka tingkat
kepadatan akan menurun. Nilai-nilai berat volume kering maksimum (d) dan kadar air
optimum (wopt), sebesar 19% dan berat volume kering maksimum (d) 1,360 gr/cm3. Hal
ini menunjukkan bahwa penambahan serbuk Granite dapat meningkatkan tingkat
kepadatan tanah, hal ini disebabkan karena partikel-partikel tanah terikat satu sama
lainnya akibat adanya serbuk Granite sehingga terbentuk suatu kesatuan tanah yang lebih
padat.
4.2.2.Pengaruh Penambahan serbuk Granite terhadap Nilai CBR Laboratorium, CBR
Design dan Nilai Kuat Tekan Bebas (UCT)
4.2.2.1 CBR Laboratorium
Dalam penelitian ini untuk masing-masing campuran dilakukan satu kali
penelitian dan masing-masing penelitian menggunakan tiga buah mold CBR dengan daya
pemadatan yang meningkat (10 pukulan, 25 pukulan, dan 56 pukulan). Data dari hasil
penelitian, tersebut dapat digambarkan grafik hubungan antara nilai CBR dengan nilai
prosentase penambahan serbuk Granite pada masing-masing pukulan, seperti Gambar 4.3
Berdasarkan Grafik pada Gambar 4.3,dapat diketahui bahwa nilai CBR akan
mengalami perubahan apabila terjadi penambahan kadar serbuk Granite pada tanah,
dimana nilai CBR akan meningkat dengan bertambahnya kadar campuran serbuk Granite.
Disamping itu meningkatnya nilai CBR tanah adalah akibat dari energi atau jumlah
pukulan pada pemadatan yang lebih tinggi, artinya nilai CBR semakin tinggi dengan
36
menambahnya energi pukulan. Pada dasarnya daya dukung tanah ditentukan oleh kekuatan
gesernya. Makin padat tanah maka kekuatan geser tanah semakin tinggi, sehingga daya
dukung tanah akan makin bertambah pula.
Meningkatnya nilai CBR akibat naiknya prosentase campuran serbuk Granite, hal
ni disebabkan karena partikel-partikel tanah terikat antara satu dengan yang lainnya akibat
adanya serbuk Granite,sehingga terbentuk satu kesatuan tanah yang lebih kuat. Nilai CBR
terus bertambah sampai pada kadar serbuk Granite 15%, kemudian nilai CBR menurun
sampai kadar campuran 25% serbuk Granite,. Hal ini disebabkan karena pemakaian
serbuk Granite yang melebihi kadar optimum, sehingga menyebabkan butiran tanah
menjadi seragam. Apabila suatu jenis tanah mempunyai bentuk butiran yang seragam, hal
itu akan menyebabkan kekuatan dari campuran tanah menjadi lebih lemah. Sedangkan
meningkatnya nilai CBR akibat jumlah pukulan yang meningkat pada pemadatan tanah,
hal ini disebabkan karena dengan energi pemadatan yang lebih tinggi, maka volume pori
tanah akan semakin kecil dan tanah semakin padat, sehingga bidang kontak antar butiran
tanah semakin tinggi yang menyebabkan tegangan efektif ( 𝜎’) dari tanah menjadi
semakin besar
4.2.2.2 CBR Design
Nilai CBR design digunakan dalam menentukan tebal perkerasan jalan. Untuk
mendapatkan nilai CBR design yang merupakan nilai gaya dukung dari sampel tanah,
maka harus diketahui lebih dahulu kadar air optimum (wopt) dan kepadatan kering
maksimum (𝛄d.max) dari sampel tanah yang akan diteliti. Nilai kadar air optimum (wopt)
dan kepadatan kering maksimum (𝛄d.max) diambil dari data pemadatan standar yang telah
dilaksanakan terlebih dahulu.
Nilai CBR design adalah nilai CBR laboratorium pada (95% 𝛄d.max,) dimana nilai ini
merupakan daya dukung material tersebut. Nilai CBR laboratorium untuk mendapatkan
nilai CBR design dapat dilihat pada Tabel 4.1, dilihat bahwa tanah dengan campuran
serbuk Granite 0% dengan (95% x 𝛄d.max), diperoleh nilai CBR designnya yaitu 4,50%.
Sedangkan pada tanah dengan penambahan prosentase serbuk Granite yang optimum
(15% serbuk Granite) dengan (95%x 𝛄d.max) diperoleh nilai CBR design adalah 7,4%.
37
4.2.2.3 Test Kekuatan Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]
Penentuan nilai UCT ini dilakukan untuk mengetahui besarnya gaya dukung ultimit
(qu) dari masing-masing campuran tanah dengan serbuk Granite. Data-data hasil
perhitungan dan grafik selengkapnya dapat dilihat pada Table 4.1. Dari data tersebut dapat
dilihat bahwa dengan penambahan prosentase campuran serbuk Granite sampai pada kadar
15%, dengan kadar air yang sama menyebabkan meningkatnya harga kuat tekan bebas
tanah (qu) sampai puncaknya yaitu sebesar 3,8 kg/cm2 , kemudian menurun sampai pada
kadar campuran 25% serbuk Granite.
38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini serta didasarkan atas
data-data hasil penelitian yang diperoleh selama dilaboratorium sampai dengan analisa
data dan pembahasan yang diuraikan ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Terjadi penurunan nilai Batas Cair (LL) dan peningkatan nilai Batas Plastis (PL) yang
mengakibatkan semakin kecilnya nilai Indeks Plastis (IP), sehingga mengakibatkan
kembang susut dari tanah tersebut akan bertambah kecil juga, atau tanah lempung
Pejaten menjadi kurang sensitif terhadap pengaruh perubahan kadar air. Ini berarti
Plastisitas dari tanah lempung Pejaten yang distabilisasi serbuk Granite akan berkurang.
Berkurangnya Plastisitas dari tanah berarti tanah tersebut semakin padat. Demikian pula
terjadinya peningkatan nilai Batas Susut (SL) pada tanah lempung Pejaten yang
distabilisasi dengan serbuk Granite. Dan terus mengalami peningkatan mengikuti
peningkatan prosentase bahan campuran. Penambahan prosentase campuran serbuk
Granite dapat meningkatkan berat volume kering (d) tanah dan menurunkan kadar air
optimum (wopt). Ini berarti antara tanah dengan campuran serbuk Granite terjadi proses
sementasi yang menyebabkan tanah menjadi lebih padat. Berat volume kering
maksimum (dmaks) yang didapatkan pada campuran serbuk Granite 15% adalah sebesar
1,360 gr/cm3
dengan kadar air optimum (wopt) sebesar 19%.
2. Pada test CBR, dengan penambahan kadar campuran serbuk Granite 15% dengan energi
pemadatan sebanyak 56 pukulan, mendapatkan nilai CBR Design tertinggi yaitu
7,40% sehingga memenuhi syarat minimum CBR Design (menurut Bina Marga yaitu
sebesar 6%). Nilai kuat tekan bebas (qu) dari tanah Pejaten setelah dicampur dengan
campuran serbuk Granite mencapai peningkatan dengan puncaknya pada kadar
campuran serbuk Granite 15%, yaitu sebesar 3,8 kg/cm2.Jadi untuk mencapai nilai-
nilai karakteristik tanah yang optimal diperlukan penambahan serbuk Granite sebesar
15% dari berat kering tanah lempung Pejaten, Tabanan.
5.2 Saran-Saran
Berkaitan dengan penelitian yang penulis lakukan mengenai tanah Pejaten yang
distabilisasi dengan serbuk Granite, penulis sarankan :
39
1. Untuk penelitian selanjutnya yang berhubungan dengan stabilisasi tanah
dengan menggunakan bahan serbuk Granite agar dilakukan penelitian terhadap
komposisi kimia bahan serbuk Granite serta reaksinya dalam campuran tanah
2. Dengan melihat tanah Pejaten yang merupakan jenis campuran tanah liat dan
lempung berlanau, maka perlu juga diteliti penggunaan stabilisasi tanah dengan
memakai campuran serbuk Granite terhadap penurunan lapisan tanah
(consolidation Settlement).
40
DAFTAR PUSTAKA
1. A.Kezdi, “Stabilized Earth Road”, Elsevier Scentific Publishing Company, New York,
1979.
2. Braja M. Das, ”Mekanika Tanah (Prinsip - Prinsip Reakayasa Geoteknis)”,Penerbit
Erlangga,1993.
3. Djoko Untung Soedarsono, “Konstruksi Jalan Raya”, Badan Penerbit Pekerjaan
Umum,1993.
4. G. Djamiko Soedarmo, S.J.Edy Purnomo,” Mekanika Tanah I”, Penerbit Kanisius,
Yogyakarta,1997.
5. Ida Bgs. Ag. Dharmanegara, 1997, ”Studi Kasus Pekerja Pendatang di Industri Genteng
Rakyat Desa Pejaten Tabanan” , UGM Yogyakarta.
6. Joseph E. Bowles, “Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah,( Mekanika Tanah)”, Penerbit
Erlangga,1991.
7. L.D.Wesley,”Mekanika Tanah”,Badan Penerbit Pekerjaan Umum,1997.
8. Pentunjuk Perencanaan Tebal Lentur Jalan Raya dengan Metode Analisa Komponen,
Departemen Pekerjaan Umum,1987.
9. Shirley L.H., “Geoteknik dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan &
Laboratorium”, Penerbit Nova Bandung,1987.
10.Silvia Sukirman,”Perkerasan Lentur Jalan Raya”, Penerbit Nova Bandung,1992.