BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Dalam Bab ini penulis akan membahas hasil pengujian yang telah dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Universitas Mercu Buana. Pengujian yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis tanah yang di uji sebelum di campur dengan kapur (tanah asli), maupun tanah yang telah distabilisasi dengan kapur (campuran kapur). 4.1 Sifat Sifat Tanah Asli Tanah asli yang akan dipergunakan/ distabilisasi diambil dari Kecamatan Pamotan Kabupaten Rembang Jawa Tengah, secara visual terlihat berwarna coklat pucat dalam keadaan kering dan berwarna coklat tua ketika dalam keadaan basah. Pada keadaan basah tanah terasa sangat lengket saat di pegang. Gambar 4.1 Tanah Sebelum Dicuci Gambar 4.2 Tanah Dicuci Lolos Saringan no 200 Gambar 4.3 Tanah Dicuci Tertahan Saringan no 200 IV - 1

2 4.1.1 Pengujian Analisa Gradasi Untuk melihat komposisi dari butiran suatu tanah dapat dilihat dengan cara melakukan pengujian analisa saringan dan analisa hidrometer. Grafik dari hasil pengujian analisa gradasi dapat dilihat pada gambar 4.4. dari kedua sampel pengujian analisa gradasi dapat dilihat prosentase kerikil sebesar 0,80 %, pasir sebesar 62,4 %, dan butiran halus lanau dan lempung sebesar 36,8 %. Gambar 4.4 Gradation Curve Pengujian Kadar Air (Water Content) Untuk menentukan kadar air, sejumlah tanah ditempatkan dalam krus (kaleng kecil) yang beratnya (W1) diketahui sebelumnya. Krus dengan tanah ditimbang (W2) dan kemudian dimasukkan dalam oven yang temperaturnya 105 IV - 2

3 C untuk masa waktu 24 jam. Kemudian krus dan tanah tersebut ditimbang kembali (W3). Kadar air merupakan perbandingan antara berat air yang di kandung tanah dengan berat kering tanah. Kadar air dinyatakan dalam persen. Pengolahan data untuk kadar air pada tanah ini dapat dilihat dalam lampiran. Dari kedua spesimen yang diujikan, diperoleh kadar air alami yang terkandung di dalam tanah tersebut sebesar 5,8 % Pengujian Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) Tujuan dari pengujian berat jenis adalah untuk mengetahui uji berat jenis tanah lolos saringan 4,75 mm (No. 4) menggunakan alat piknometer, Nilai berat jenis tanah yang diperoleh harus dirata-ratakan dari kedua nilai berat jenis tersebut. Berat jenis tanah merupakan angka perbandingan antara berat isi butir tanah dan berat isi air suling pada temperatur dan volume yang sama. Pengolahan data secara lengkap dapat dilihat dalam lampiran. Dari kedua spesimen tanah asli yang diujikan didapat berat jenis sebesar 2,82 gr/cm³. Di bawah ini adalah tabel klasifikasi tanah berdasarkan berat jenis. Tabel 4.5 Specific Gravity Tanah (Hardiyatmo, 2006) Jenis Tanah Berat Jenis ( Gs) Krikil (gravel) 2,65-2,68 Pasir (sand) 2,65-2,68 Pasir kwarsa (Quartz sand) 2,64-2,66 Lanau (silt) 2,66-2,7 Lempung (clay) 2,68-2,8 Kapur (chalk) 2,60-2,75 Gambut (peat) 1.3-1,9 IV - 3

4 Dan jika kita korelasikan dengan Tabel 4.5 antara berat jenis dengan macam tanah, tanah tersebut termasuk dalam lempung (clay) Pengujian Batas Atterberg (Atterberg Limit) Pengujian batas batas Atterberg terdiri dari pengujian batas cair,batas plastis, dan batas susut. Pada penelitian ini pengujian Atterberg limit dilakukan untuk mengetahui harga LL, PL dan PI pada bagian tanah yang berbutir halus Batas Cair (LL) Maksud dari pengujian ini adalah untuk menentukan batas cair suatu tanah. Batas cair adalah kadar air tanah pada keadaan batas peralihan antara cair dan keadaan plastis. Hasil dari pengujian tanah ini dapat dilihat pada gambar 4.6 yang memperlihatkan hasil uji batas cair. Tanah Asli Batas Cair (LL) sampel 1 No. Pengujian Ketukan Berat Tanah Basah + Cawan 36,4 37,2 36,2 36,6 Berat Tanah Kering + Cawan 28,6 28,9 27,5 27,7 Berat Air 7,8 8,3 8,7 8,9 Berat Cawan 9, Berat Tanah Kering 18,7 18,9 17,5 17,7 Kadar Air 41,71 43,92 49,71 50,28 IV - 4

5 Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Pukulan Dengan Kadar Air Pada Spesimen Dari gambar diatas pada ketukan ke 25 pengujian batas cair didapatkan. Nilai batas cair tanah asli sebesar 49,9 % Batas Plastis (PL) Pada pengujian batas plastis ini dimaksudkan untuk mengetahui batas plastis dari suatu tanah. Batas plastis adalah kadar air minimum yang dikandung tanah tersebut dimana tanah masih dalam keadaan plastis. Pengolahan data secara lengkap dapat dilihat pada lampiran. Dari kedua sampel yang diujikan didapat hasil rata-rata dari batas plastis sebesar 29,0 %. Batas Plastis (PL) Nomor Cawan 1 2 Berat Tanah Basah + Cawan 33,7 31,3 Berat Tanah Kering + Cawan 29 26,6 Berat Air 4,7 4,7 Berat Cawan 11,9 11,2 Berat Tanah Kering 17,1 15,4 Kadar Air 27,5 30,5 Rata - Rata 29,0 IV - 5

6 Batas Susut Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah pada kondisi batas susut, yaitu kadar air minimum yang masih dalam keadaan semi solid dan juga merupakan batas antara keadaan semi solid dengan solid. Hasil pengolahan batas susut pada tanah berbutir halus dapat dilihat pada lampiran. Pada pengujian batas susut ini didapatkan sebesar 20,59 % Indeks Plastisitas (PI) Plastisitasnya (PI) yang merupakan besarnya jarak antara batas plastis untuk berubah menjadi batas cair dapat dihitung (PI = LL PL). Pada tanah ini didapat nilai indeks plastisitasnya sebesar 20,9 %. Indeks Plastisitas (PI) Batas Cair (LL) 49,9 Batas Plastis (PL) 29,0 Indek Plastisitas (PI) 20, Klasifikasi Tanah antara lain : Dilihat klasifikasi tanah menurut AASHTO dengan batasan batasannya Lolos saringan no 200 > 38% Batas cair > 49,9 % Indeks plastisitas < LL-30 Menurut sistem klasifikasi AASTHO termasuk dalam jenis kelompok tanah A-7-5 yaitu tipe material yang dominan adalah tanah berlempung dengan plastisitas sedang, dengan klasifikasi tanah ekspansif menurut tabel 2.11 (Chen, 1988) IV - 6

7 termasuk dalam kategori tingkat medium swelling potensial / derajat pengembangannya. Kaitannya dengan indeks plastisitas yang didapat yaitu 20,9 %, dan lolos saringan No. 40 sebesar 22%. Maka untuk penentuan perkiraan awal kadar pengikat kapur yang dibutuhkan bisa di plot pada gambar 4.7. yang sesuai dengan pedoman teknis tentang perencanaan stabilisasi tanah dengan bahan bahan serbuk pengikat konstruksi jalan SNI Gambar 4.7 Penentuan Perkiraan Awal Kadar Pengikat Kapur Dari hasil Gambar 4.7 dapat ditentukan Untuk persentase perkiraan awal menggunakan 2,5 %. Dengan mencoba variasi kadar kapur antara 1% ; 2,5% ; 4,5% untuk pengujian stabilisasi tanah dengan kapur. IV - 7

8 4.1.6 Pengujian Pemadatan Uji Compaction tanah asli menggunakan sampel tanah uji lolos saringan nomer 4 ASTM yang diperam didalam plastik selama 24 jam. Pemadatan tanah asli dengan metode sesuai dengan SNI & SNI dengan Cara A Tabel 3.5. Hasil dari pengujian compaction tanah asli dapat digambarkan berupa grafik kepadatan kering maksimum (Maximum Dry Density/MDD) dan Kadar Air Optimum (Optimum Moisture Content /OMC) yang bisa dilihat dibawah ini : Compaction Kepadatan kering (gr/cm³) 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1, Kadar air (%) Compaction ZAV Gambar 4.8 Kurva Pemadatan Tanah Asli Dari uji compaction tanah asli, didapat kepadatan kering maksimum (Maximum Dry Density/MDD) sebesar 1,684 gr/cm² dan Kadar Air Optimum (Optimum Moisture Content /OMC) 17,4 % Setelah mendapatkan data kadar air optimum tanah asli, dilakukan pengujian pemadatan/ compaction tanah asli yang akan distabilisasi masing masing variasi yaitu untuk campuran kapur 1%; 2,5%; 4,5%. Guna mengetahui apakah kapur menyerap air, dan campuran tanah - kapur cenderung menggumpal. IV - 8

9 Berdasarkan hal tersebut, dapat diprediksi kadar air optimum campuran tanah - kapur akan lebih kecil daripada kadar air optimum tanah asli. 2,5 Compaction + Kapur 1% Kepadatan kering (gr/cm³) 2,0 1,5 compaction ZAV 1, Kadar air (%) Gambar 4.9 Kurva Pemadatan Tanah Asli + Kapur 1% Kepadatan kering (gr/cm³) Compaction + Kapur 2,5% 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1, Kadar air (%) Series1 Series2 Gambar 4.10 Kurva Pemadatan Tanah Asli + Kapur 2,5% IV - 9

10 Compaction + Kapur 4,5% Kepadatan kering (gr/cm³) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1, Kadar air (%) compaction ZAV Gambar 4.11 Kurva Pemadatan Tanah Asli + Kapur 4,5% Dapat dilihat dari ke tiga kurva diatas sesuai prediksi bahwa nilai kadar air optimumnya menurun. Dengan diurai sebagai berikut, kadar air optimum tanah asli 17,4 %, kadar air optimum tanah + kapur 1% adalah 14,89 sedangkan kadar air optimum tanah + kapur 2,5 % adalah 14,5 % dan kadar air optimum tanah + kapur 4,5% adalah 13,46 %. Hal tersebut disebabkan karena terjadinya reaksi penggumpalan, menyebabkan penyebaran air terhadap lapisan menjadi berkurang dan ruangan pori antar butiran semakin mengecil Pengujian Swelling Test dan CBR Rendaman Berdasarkan uji CBR (California Bearing Ratio) dengan metode uji CBR berdasarkan SNI , yang dilakukan untuk satu kondisi yaitu direndam selama 4 hari. Dengan mengacu tata cara perencanaan stabilisasi tanah dengan bahan serbuk pengikat untuk konstruksi jalan Departemen Pekerjaan Umum, langkah awal penulis melakukan uji CBR Rendaman tanah asli terlebih dahulu. Dari hasil uji CBR Rendaman tanah asli di laboratorium didapat nilai CBR 3,1 % IV - 10

11 KURVA CBR T. ASLI BEBAN (Lb) , , ,044 25, , , , , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 3,6 2,7 3,1 Gambar 4.12 Kurva Cbr Tanah Asli Menurut prediksi pengerjaan CBR Rendaman yang mengacu pada tata cara perencanaan stabilisasi tanah dengan bahan serbuk pengikat untuk konstruksi jalan Departemen Pekerjaan Umum, pada tanah yang sudah dicampur dengan kapur yaitu memakai hasil gambar 4.7 menggunakan kadar kapur 1%; 2,5%; 4,5% hasil dari ketiga kadar kapur tersebut dapat menghasilkan ploting hubungan antara kadar kapur dan nilai CBR, agar dapat memenuhi standart CBR Rendaman untuk lapis pondasi bawah (subbasse) minimum 35% Tabel 3.6 Persyaratan Kekuatan dan Durability Tanah Yang Telah Distabilkan Departemen Pekerjaan Umum. Lebih jelasnya dapat dilihat nilai CBR masing masing kadar kapur. IV - 11

12 KURVA CBR KAPUR 1% BEBAN (Lb) ,654 74,088 48, , , , , , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 6,3 5,4 5,8 Gambar 4.13 Kurva Cbr Tanah Kapur 1% KURVA CBR KAPUR 2,5% BEBAN (Lb) , , ,132 74,088 44, , , , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 6,3 5,8 6,1 Gambar 4.14 Kurva Cbr Tanah Kapur 2,5% IV - 12

13 KURVA CBR KAPUR 4,5% BEBAN (Lb) , , , , , , , , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 11,1 14,7 12,9 Gambar 4.15 Kurva Cbr Tanah Kapur 4,5% Dapat dilihat dari hasil CBR Rendaman masing masing hasil kadar kapur ternyata tidak memenuhi spesifikasi dari prediksi awal yaitu tidak bisa mendapatkan nilai CBR 35 %. Untuk itu penulis mencoba lagi pengujian CBR dengan menaikan kadar kapur sebesar 10,5 % dan 16,5 %, dari hasil kelima kadar kapur tersebut dapat digambarkan hubungan antara kadara kapur dengan nilai CBR. Grafik Hub. CBR dan Kadar Kapur 25,0 Nilai CBR (%) 20,0 15,0 10,0 5,0 6,1 12,9 21,3 16,6 0, Kadar Kapur (%) Gambar 4.16 Grafik Hub. CBR dan Kadar Kapur IV - 13

14 Dari kelima kadar kapur tidak ada yang mencapai nilai CBR Rendaman rencana 35 %, penulis menyimpulkan terdapat beberapa faktor penyebab tidak maksimalnya nilai CBR. Salah satunya pada saat pemeraman didalam plastik kemudian baru dipadatkan, campuran tanah dengan kapur tersebut akan menyebabkan penggumpalan. Ketika akan dipadatkan, butiran tanah akan menjadi lebih besar, dan tanah menjadi cenderung non-kohesif. Dengan demikian kekuatan tanah akan menjadi kurang maksimal. Sebaliknya, jika benda uji dipadatkan terlebih dahulu baru kemudian diperam di dalam mold, campuran tanah dengan kapur tersebut telat memadat sebelum sempat terjadi penggumpalan. Rongga antar partikel juga memadat, sehingga kekuatannya pun akan meningkat. 0,35 0,3 0,25 GRAFIK SWELLING Swelling 0,2 0,15 0,1 0,18 0,17 0,12 0, % 5% 10% 15% 20% Kadar Kapur (%) Gambar 4.17 Grafik Swelling Potensi pengembangan tanah dipengaruhi oleh indeks plastisitas dan kandungan fraksi lempung (< 2 μm). Semakin besar nilai indeks plastisitas dan persentase fraksi lempung, makin besar pula potensi pengembangannya. Dari IV - 14

15 Gambar 4.19 menunjukan bahwa penambahan kapur mengakibatkan nilai kemungkinan pengembangan campuran tanah semakin berkurang Perbandingan CBR Menggunakan Air laut dan Air Tawar Menurut kondisi di lapangan yang nantinya akan diadakan reklamasi/ penimbunan tanah langsung ke daerah laut/ pelabuhan, sehingga menyerupai kondisi nyata dilapangan. Penulis akan membandingkan nilai CBR Rendaman stabilisasi tanah - kapur dengan menggunakan air laut dan air tawar dengan kadar kapur 10,5% KURVA CBR AIR TAWAR BEBAN (Lb) , , , , , ,44 259, , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 22,2 24,2 23,2 Gambar 4.18 kurva CBR 10,5% Air Tawar IV - 15

16 KURVA CBR AIR LAUT BEBAN (Lb) , , , , , , , , , , ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 PENURUNAN (Inch) Nilai CBR, % PENETRASI 0,10 in 0,20 in 21,1 18,8 19,9 Gambar 4.19 kurva CBR 10,5% Air Laut Selisih perbedaan CBR Rendaman antara air tawar dan air laut sebesar 3,3 %, menunjukan ada pengaruh penurunan CBR Rendaman yang tidak terlalu signifikan menggunkana air laut, dapat dilihat juga terjadi pengembangan swelling 0,07 %. Penggunaan air laut sebagai bahan stabilisasi menunjukan ada perbedaan terhadap nilai CBR dan swelling, karena adanya pengaruh terhadap ph, sulfat, zat organik lainnya. Secara visual tanah stabilisasi air laut setelah dilakukan uji CBR Rendaman kemudian dipotong secara vertikal menjadi rentang akan cepat hancur dan butiran butiran tanah gampang terurai lihat gambar IV - 16

17 Gambar 4.20 Perbedaan Visual Air Tawar Dan Air Laut IV - 17