BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanah Tanah merupakan salah satu bagian yang sudah tidak dapat dipisahkan lagi dari kehidupan manusia. Keberadaannya menjadi sangat penting bagi eksistensi kehidupan manusia. Tanah menurut Braja, 1995 didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran), mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut. Tanah merupakan material alam yang tebentuk dari proses pelapukan batuan, baik melalui proses secara mekanis maupun kimiawi. Secara umum, ukuran partikel tanah dapat dibagi menjadi empat bagian yaitu kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan dari tanah tersebut. DI samping itu, tanah memiliki butiran yang variatif dan keanekaragangan butiran tersebut menjadi batasan-batasann ukuran golongan tanah menurut beberapa sistem. Tabel 2.1 merupakan batasan-batasan ukuran golongan tanah. Nama Golongan Tabel 2.1 Batasan-batasan ukuran golongan tanah Sumber : Das, 1995 Ukuran Butiran (mm) Kerikil Pasir Lanau Lempung Massachusetts Institute of Technology (MIT) U. S. Department of Agriculture (USDA) American Association of State Highway and >2 2 0,06 0,06 0,002 >2 2 0,05 0,05 0,002 76, ,075 0,075 0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 5

2 Transportation Officials (AASHTO) Unified Soil Classification System (U. S. Army Corps of Engineers, U. S. Bureau of Reclamation) 76,2 4,75 4,75 0,075 Halus (yaitu lanau & lempung) <0, Tanah Lunak Tanah lunak adalah tanah yang memiliki kuat geser rendah dan kompresibilitas tinggi, hal ini karena tanah lunak memiliki kadar air yang tinggi. Tanah ini harus diselidiki atau dikenali secara hati-hati agar tidak menimbulkan masalah kestabilan tanah pada pekerjaan sipil seperti pada tanah dasar (subgrade). Pusat Penelitiann dan Pengembangan Prasarana Transportasi (2001) menyatakan bahwa tanah lunak dibagi menjadi dua tipe yaitu : 1. Lempung lunak Tanah ini mengandung mineral-mineral lempung dan memiliki kadar air yang tinggi, yang menyebabkan kuat geser yang rendah. Dalam rekayasa geoteknik istilah 'lunak' dan 'sangat lunak' khusus didefinisikan untuk lempung dengan kuat geser seperti ditunjukkan pada Tabel 2.2 Tabel 2.2 Definisi Kuat Geser Lempung Lunak Sumber : Das, 1995 Konsistensi Kuat Geser [kn/m2] Lunak Sangat Lunak 12,5 25 < 12,5 Sebagai indikasi dari kekuatan lempung-lempung tersebut, dapat dikenali dengan indikasi pada tabel 2.3 sebagai berikut. dilapangan Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 6

3 Tabel 2.3 Indikasi di lapangan dengan konsistensi tanah lunak Sumber : Das, 1995 Konsistensi Indikasi Lapangan Lunak Sangat Lunak Bisa dibentuk dengan mudah dengan jari tangan Keluar di antara jari tangan jika diremas dalam kepalan tangan 2. Gambut Tanah gambut merupakan suatu tanah yang pembentuk utamanya terdiri dari sisa-sisa tumbuhan.tanah ini banyak ditemukan di daerah Kalimantan. Dalam Puslitbang (2001) juga menyebutkan bahwa ada tipe tanah lempung organik. Tanah lempung organik adalah suatu material transisi antara lempung dan gambut, tergantung pada jenis dan kuantitas sisa-sisa tumbuhan yang mungkin berperilaku seperti lempung atau gambut. Dalam rekayasa geoteknik, klasifikasi ketiga tipe tanah tersebut dibedakan berdasarkan kadar organiknya, sebagai berikut : Tabel 2.4 Tipe tanah berdasarkan kadar organik Sumber : Puslitbang, 2001 Jenis Tanah Kadar Organik [%] Lempung Lempung Organik Gambut < > 75 Sebagai tambahan, berikut adalah karakteristik dari tanah lunak menurut Das dalam Ari dkk, 2008 menyatakan: Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 7

4 Koefisien rembesan (k) sangat rendah cm/dt, Batas cair (LL) 50%, Angka pori (e) antara 2,5 3,2, Kadar air dalam keadan jenuh antara 90% - 120%, dan Berat spesifik (Gs) berkisar antara 2,6 2, Sistem Klasifikasi Tanah Sistem klasifikasi menjadi penting dalam menentukan jenis kelompok tanah. Pengklasifikasiann ini berguna untuk menggolongkan tanah berdasarkan karakteristik dan sifat fisik tanah secara singkat tanpa penjelasan terperinci. Sistem klasifikasi dibagi menjadi dua yaitu klasifikasi berdasarkan tekstur dan klasifikasi berdasarkan pemakaian. Klasifikasi berdasarkan tekstur adalah sistem klasifikasi USDA, sedangkan klasifikasi berdasarkan pemakaian yaitu sistem klasifikasi AASHTO dan sistem klasifikasi USCS. Klasifikasi USDA biasanya digunakan untuk keperluan bidang pertanian, sedangkan sistem klasifikasi AASHTO dan USCS biasanya digunakan untuk keperluan bidang geoteknik yang berkaitan dengan teknik k sipil. Dalam penelitiann ini hanya digunakan sistem klasifikasi AASHTO dan sistem klasifikasi USCS. Hal ini karena berkaitan dengan tujuan penelitian yaitu untuk stabilisasi tanah Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO Sistem klasifikasi tanah AASHTO dikembangkan sejak tahun 1929adalah sistem yang biasa digunakan untuk keperluan jalan raya. Sistem inii membagi tanah menjadi tujuh kelompok besar yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah diklasifikasikan berdasarkan persentase jumlah butiran tanah yang lolos no 200 dan nilai batas atterberg-nya (PI dan LL). Untuk lebih jelas dalam pengklasifikasian tanah berdasarkan AASHTO dapat dilihat pada tabel 2.5 di bawah ini. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 8

5 Klasifikasi Umum Tabel 2.5 Klasifikasii tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya (Sistem AASHTO) Sumber : Das dalam Mochtar dan Mochtar, 1995 Tanah Berbutir (35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan no200) Klasifikasi kelompok A-1-a A-1 A-3 A-2 A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 Analisis ayakan no. 200 (%lolos) No. 10 No. 40 Maks 50 No. 200 Maks 30 Maks 50 Min 51 Maks 15 Maks 25 Maks 10 Maks 35 Maks 35 Maks 35 Maks 35 Sifat fraksi yang lolos ayakan no. 40 Batas cair (LL) Indeks Plastis (PI) Maks 40 Min 41 Maks 40 Min 41 Maks 6 NP Maks 10 Maks 10 Min 111 Min 11 Tipe material yang paling dominan Batu pecah, kerikil dan pasir Pasir halus Kerikil dan pasir yang berlanau atau berlempung Penilaian sebagai tanah dasar Baik sekali sampai baik Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 9

6 Tabel 2.6 Klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya (Sistem AASHTO) (lanjutan) Sumber : Das dalam Mochtar dan Mochtar, 1995 Klasifikasi umum Tanah Lanau-Lempung (lebih dari 35% dari seluruh tanah lolos ayakan no. 200) Klasifikasi kelompok Analisis ayakan no. 200 (%lolos) No. 10 No. 40 No. 200 Sifat fraksi yang lolos ayakan no. 40 Batas cair (LL) A-4 A-5 A-6 Min 36 Min 36 Min 36 A-7 A-7-5* A-7-6 Min 36 Indeks Plastis (PI) Maks 40 Maks 10 Min 41 Maks 10 Maks 40 Min 11 Min 41 Min 11 Tipe material yang paling dominan Tanah berlanau Tanah berlempung Penilaian sebagai tanah dasar Biasa sampai jelek Keterangan : * untuk A-7-5, PI LL-30 untuk A-7-6, PI > LL Klasifikasi Tanah Menurut USCS Sistem klasifikasi tanah USCS, membagi tanah menjadi dua kelompok tanah, yaitu : 1. Tanah berbutir kasar, yaitu persentase tanah yang tertahan pada ayakan no 200 lebih dari 50 %. Simbol yang digunakan adalah G (gravel atau tanah berkerikil) dan S (sand atau tanah berpasir). Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 10

7 2. Tanah berbutir halus, yaitupersentase tanah yang lolos pada ayakan no % atau lebih. Simbol yang diguakan adalah M (siltatau lanau), C (clay atau lempung), O (organik bisa berupa lempung organik atau lanau organik), dan PT digunakan untuk tanah gambut atau tanah yang memiliki nilai kadar organik tinggi. Dalam klasifikasi USCS dikenal simbol-simbol lain, seperti: W = well gradedd (tanah bergradasi baik) P = poorly graded(tanah bergradasi buruk) L =low plastiscity(tanah berplastisitas rendah) (LL < 50) H = high plasticity(tanah berplastisitas tinggi) (LL> 50) Untuk lebih jelas dalam pengklasifikasian tanah berdasarkan USCS dapat dilihat pada tabel 2.7 dan 2.8 di bawah ini. Tabel 2.7 Sistem klasifikasi tanah menurut USCS Sumber : Hendarsin,2000 Pembagian Jenis Nama Jenis Simbol Tanah Berbutir Kasar Lebih dari setengah materialnya lebih kasar dari ayakan no 200 Kerikil Pasir Lebih dari setengah fraksi kasaih kasar dari ayakan no 4 Lebih dari setengah fraksi kasaih halus dari ayakan no 4 Kerikil bersih, (tanpa atau sedikit mengandung bahan halus) Kerikil dengan bahan halus (banyak mengandung bahan halus) Pasir bersih (tanpa atau sedikit mengandung bahan halus) Pasir dengan bahan halus (banyak Kerikil, kerikil campur pasir bergradasi baik tanpa atau dengan sedikit pasir halus. Kerikil, kerikil campur pasir bergradasi buruk tanpa atau dengan sedikit pasir halus. Kerikil lanauan, kerikil campur pasir atau lanau. Kerikil lempungan, kerikil campur pasir atau lempung. Pasir, pasir kerikilan bergradasi baik tanpa atau dengan sedikit bahan halus Pasir, pasir kerikilan bergradasi buruk tanpa atau dengan sedikit bahan halus Pasir kelanauan, pasir campur lanau. Pasir kelempungan, pasir campur Gw GP GM GC SW SP SM SC Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 11

8 mengandung bahan halus) lempung. Tanah Berbutir Halus Lebih dari setengah materialnya lebih halus dari ayakan no 200 Lanau dan Lempung Batas cair kurang dari 50 % Batas cair lebih dari 50 % lanau organik dan pasir sangat halus, tepung batu, pasir halus kelanauan atau kelempungan atau lanau kelempungan sedikit plastis. Lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang, lempung kerikilan, lempung pasiran, lempung lanauan, lempung humus. Lempung organik dan lempung lanauan organik dengan plastisitas rendah. Lempung anorganik, tanah pasiran halus atau tanah lanauan mengandung mika atau diatome lanau elastis. Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung expansif Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi, lanau organik. ML CL OL MH CH OH Tanah Organik Gambut dan tanah organik lainnya. Pt Tabel 2.8 sistem klasifikasi tanah menurut USCS (lanjutan) Sumber : Hendarsin,2000 KRITERIA KLASIFIKASI LABORATORIUM halus (fraksi lebih halus dari ayakan No. 200). Tanah berbutir kasar diklasifikasikan sebagai berikut : Kurang dari 5% GW, GP, SW, SP Lebih dari 12% GM, GC, SM, SC lebih besar dari 4 antara 1 dan 3 Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk GW Batas atterberg di bawah garis A atau IP kurang dari 4 Batas atterberg di atas garis A atau IP lebih besar dari 7 Di atas garis A dengan IP antara 4 dan 7 terdapat pada garis batas dan menggunakan simbol ganda GM-GC Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 12

9 lebih besar dari 6 antara 1 dan 3 Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk SW Batas atterberg di bawah garis A atau IP kurang dari 4 Batas atterberg di atas garis A atau IP lebih besar dari 7 Di atas garis A dengan IP antara 4 dan 7 terdapat pada garis batas dan menggunakan simbol ganda SM-SCC Mudah teroksidasi, LL dan IP berkurang setelah pengeringan 2.4 Pengujian Tanah Pengujian tanah bertujuan untuk menentukan parameter-parameter yang dimiliki suatu tanah baik itu secara fisik maupun teknis. Parameter-parameter hasil pengujian tanah diperlukan untuk berbagai keperluan seperti CBR untuk menentukan seberapa besar daya dukung suatu tanah terhadap beban. PI dan LL hasil pengujian dari atterberg limit serta hasil pengujian analisa ukuran butir Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 13

10 berguna untuk menentukan klasifikasi tanah baik itu menggunakan sistem AASHTO maupun USCS. Dalam penelitian kami,beberapa pengujian yang akan dilakukan adalah kadar air, berat jenis, analisa ukuran butir, atterberg limit, kompaksi, Kuat Tekan Bebas, CBR laboratorium, dan Swelling. Pengujian- seperti pengujian tersebut menggunakan acuan berdasarkan standar yang berlaku yang dijelaskan pada Tabel 2.9 di bawah ini. Tabel 2.9 Standar Prosedur Pengujian Laboratorium Nama Pengujian Acuan/Standar Pengujian Pengujian Index Properties: - Kadar air - Berat Jenis - Analisa Ukuran Butir - Atterberg Limit (SNI ) (SNI ) (SNI ) (SNI ) Pengujian Engineering Properties: - Pemadatan / Kompaksi - UCS Laboratorium - CBR Laboratorium (ASTM D ) (SNI ) (SNI ) Pengujian laboratorium sangat perlu dilakukan dalam merencanakan suatu konstruksi. Hal ini karena berkaitan dengan stabilitasi tanah terhadap suatu konstruksi yang akan dibebankan pada tanah tersebut. Oleh karena itu, pengujian laboratorium sangat penting dalam penelitian ini Pengujian Kadar Air Kadar air suatu tanah adalah perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat butir tanah tersebut yang dinyatakan dalam persen. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 14

11 Berat isi tanah adalah perbandingan antara berat tanah dengan volumenya. Semakin besar berat isi tanah, semakin besar kepadatan tanah tersebut. Untuk menentukan kadar air sejumlah tanah, ditempatkan dalam krus (kaleng kecil) yang beratnya (W 1 ) diketahui sebelumnya. Krus dengan tanah ditimbang (W 2 ) dan kemudian dimasukkan dalam oven yang temparaturnya 105 C selama 24 jam. Kemudian krus tanah ditimbang kembali (W 3 ). Kadar air berbeda-beda pada setiap daerah tergantung pada keadaan daerah tersebut nilai kadar air tanah berkisar antara 20% -100% berarti tanah tersebut masih dapat dikatakan normal, tetapi jika kadar air melebihi 100% tanah tersebut dikatakan jenuh air dan jika kurang dari 20% tanah tersebut dikatakan kering. Jumlah kadar air sangat mempengaruhi sifat dari suatu tanah. Sifat-sifat yang dipengaruhi oleh kadar air antara lain konsistensi tanah dan plastisitas tanah tersebut. Jumlah kadar air yang terlalu tinggi akan menyebabkan campuran tanah dan air tersebut menjadi sangat lembek. Hal ini akan memperlemah daya dukung tanah tersebut. Gambar 2.1 Ilustrasi Kadar Air Sumber: Braja M. Das Kadar air tanah dihitung dengan menggunakan rumus : ω = W W W S 100 % ω = W 2 W 3 W 3 W %...(1) Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 15

12 Dimana : ω W W W S W 1 W 2 W 3 = Kadar air (%) = Berat air (gr) = Berat butir padat (gr) = Berat krus kadar air (gr) = Berat tanah basah + berat krus (gr) = Berat tanah kering + berat krus (gr) Jumlah benda uji yang dibutuhkan untuk pemeriksaan kadar air tergantung pada ukuran butir maksimum dari contoh tanah yang diperiksa dengann ketelitian penimbangan seperti pada Tabel 2.7 berikut Tabel 2.10 Ukuran Butir Maksimum dan Minimum dari Contoh Tanah Ukuran butir Jumlah benda uji maksimum minimum Ketelitian ¾ lolos saringan No 10 lolos saringan No gr 100 gr 10 gr 1 gr 0,1 gr 0,01 gr Sumber: Braja M. Das, 1995 Salah satu sifat fisik dari tanah adalah kadar air butiran tanah. Kadar air didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki Pengujian Atterberg Limit Pengujian Atterberg Limit ini bertujuan untuk mengetahui sifat konsistensi tanah. Sifat konsistensi tanah sangat dipengaruhi oleh nilai kadar air yang terkandung didalamnya. Apabila kadar air semakin tinggi, maka kondisi tanah semakin cair, begitupun sebaliknya. Pada proses penambahan kadar air terdapat fase-fase yang dialami tanah yaitu padat, semi padat, plastis, dan cair. Fase-fase tersebut digambarkan pada Gambar 2.2 di bawah ini. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 16

13 Gambar 2.2 Fase yang terjadi pada tanah Sumber: Braja M. Das, 1995 Pada gambar 2.2 terdapat tiga batas antar fase. Fase pertama adalah batas susut (SL) yaitu harga kadar air pada suatu tanah pada batas antara keadaan semi padat dan keadaan padat. Fase kedua adalah batas plastis (PL) yaitu harga kadar air pada batas antara keadaan plastis dan semi padat. Fase yang ketiga adalah batas cair (LL) yaituharga kadar air pada suatu tanah pada batas antara cair dengan plastis. Tingkat keplastisan suatu tanah ditunjukan oleh nilai PI (plasticity index). Nilai PI dapat hitung dengan rumus : PI = LL PL... (2) Pengujian Berat Jenis Berat jenis adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Nilai berat jenis dapat dirumuskan sebagai berikut :....(3) Keterangan: W1 = Berat Piknometer W2 = Berat Piknometer + Tanah Kering W3 = Berat Piknometer + Tanah Kering + Air Suling W4 = Berat Piknometer + Air Suling k= Faktor Koreksi Suhu (lihat tabel 3.0) Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 17

14 Suhu [ o C] Tabel 2.11 Faktor koreksi menurut suhu ruangan K Suhu [ o C] K 1, , , , , ,9997 1, ,9995 1, ,9992 1, ,99899 Sumber: Hendry, Pengujian Analisa Ukuran Butir Sifat-sifat suatu karena itu, sangat perlu untuk melakukan pengujian analisis ukuran butir untuk dengan tiga cara yaitu analisa saringan, analisa hidrometer dan analisa gabungan. Dalam penelitian ini digunakan analisa gabungan untuk menentukan gradasi butiran tanah. Karena dengan menggunakan analisa gabungan ini akan didapat kurva gradasi yang utuh dan padu sehingga dapat dilihat kondisi gradasi suatu contoh tanah. Rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan analisa ukuran butir adalah sebagai berikut : 1. Analisa saringann 2. Analisa hidrometer 100%......(5) Keterangan : N = Persentase Lebih Halus tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya. Oleh mengidentifikasi gradasi tanah tertentu. Analisa ukuran butir dapat dilakukan. 100%...(4) Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 18

15 R Wd Gs = Bacaan Hidrometer (Rh) + Koreksi = BeratTanahKering Hidrometer = Berat Jenis Tanah 3. Persen berat butiran yang mengendap (1) Untuk hidrometer dengan pembacaan (5 60) gram/liter p = x 1000 %.....(6) (2) Untuk hidrometer dengan pembacaan (0,995 1,038) gram/liter p = x 100 %......(7) Keterangan : p R h k a W s = Persen Berat Butiran Yang Mengendap = Pembacaan Hidrometer = Koreksi Suhu sesuai dengan Bahan Pengurai (tabel 3.1) = Faktor Kalibrasi (tabel 3.2) = Berat Kering Benda Uji 4. Skala pembacaan hidrometer H r = H 1 + 0,,5 ( h - )......(7) Tabel 2.12 Kalibrasi Berat Jenis Berat jenis Α 2,90 0,95 2,85 0,96 2,80 0,97 2,75 0,98 2,70 0,99 2,65 1,00 2,60 1,01 Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 19

16 2,55 1,02 2,50 1,04 2,45 1,05 2,40 1,07 Sumber : SNI Tabel 2.13 Koreksi Suhu untuk bahan pengurai waterglass Suhu ( o C) k 20-0, , , , , , , , , ,2 Sumber: SNI Pengujian Pemadatan Pemadatan adalah suatu usaha untuk meningkatkan kerapatan tanah dengan cara mengeluarkan udara dari pori-pori tanah. Di lapangan, proses pemadatan dilakukan dengan cara penggilasan, sedangkan di laboratorium Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 20

17 pemadatan dilakukan dengan cara dipukul atau ditumbuk. Proses pemadatan pemadatan sangat bergantung pada kadar air. Pemadatan tanah dilakukan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk berat 2,5 kg (5,5 lbs), tinggi jatuh penumbuk 30 cm 9(12 ) untuk pemadatan standar (Proctor) dan alat penumbuk berat 4,54 kg (10 lbs), tinggi jatuh penumbuk 45,7 cm (18 ) untuk pemadatan modified. Hasil pemadatan maksimal akan dapat dicapai apabila kadar air berada pada kondisi optimum. Kerb dan walker dalam Seta (2006) menyatakan bahwa ukuran kepadatan tanah adalah berat isi kering (, yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dibandingkan dengan volumenya. Gambar 2.3 menunjukan grafik hubungan antara kadar air dan kepadatan kering dari berbagai jenis tanah dengan nilai plasticity index (PI) nol sampai dengan 40. Gambar 2.3 Grafik hubungan kadar air dan kepadatan Sumber : Seta, 2006 Rumus yang digunakan dalam perhitungan data hasil dari pengujian pemadatan adalah :......(8 8) Keterangan : = berat isi kering tanah Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 21

18 = berat isi tanah = kadar air. 9) Keterangan : zav Gs w. = berat isi pada kondisi zero air void = berat jenis = berat isi air Pengujian California Bearing Ratio (CBR) Laboratorium Californian Bearing Ratio atau CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap bahan standar pada kedalaman dan kecepatan yang sama. Seiring dengann perkembangan zaman, maka para ahli geoteknik mengembangkan teknologinya dengan menciptakan alat penggilas yang digunakan untuk memadatkan tanah yang lebih modern di lapangan, sehingga pada proses pemadatan akan diperoleh hasil yang maksimal. Seperti pada uji CBR laboratorium ini dibuat untuk mewakili kondisi di lapangan. Tujuan dari pengujian CBR di laboratorium adalah untuk menentukan haega CBR tanah dan campuran tanah agregat yang dipadatkan di laboratorium pada kadar air tertentu. Harga CBR dihitung pada penetrasi 0,1 inci dan 0,2 inci dengan cara membagi Gambar 2.4 Alat Pengukur CBR Sumber: Dokumentasi Penulis beban pada penetrasi ini masing-masing dengan beban sebesar 3000 lbs (1000 psi) dan 4500 lbs (1500 psi). Dari hasil pengujian ini, akan Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 22

19 didapatkan kadar air optimum, berat isi kering maksimum, nilai CBR pada keadaan optimum, dan nilai CBR pada kepadatan 95 % (CBR Design). Rumus yang digunakan dalam perhitungan data hasil dari pengujian CBR Laboratorium adalah : Keterangan : P b P s CBR (0,1 ) = 100%......(10) CBR (0,2 ) = 100%......(11) = Beban Penetrasi Suatu Bahan = Beban Standar (CBR 0,1 = 3000 lbs & CBR 0,2 = 4500 lbs) Pengujian Unconfined Compression Strength (UCS) Uji kuat tekan bebas (Unconfined Compression Strength) merupakan cara yang dilakukan di laboratorium untuk menghitung kekuatan geser tanah. Uji kuat ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya juga mengukur regangan tanah akibat tekanan tersebut. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 23

20 Tabel 2.14 Tabel Konsistensi Sumber: SNI σ ( kg/cm 2 ) Konsistensi < 0,24 Very Soft 0, 24 0,48 Soft 0, 48 0,96 Medium Soft 0, 96 1,92 Stiff 1, 92 3,83 Very Stiff > 3,83 Hard Dalam pengujian kuat tekan bebas ada beberapa syarat yang harus diperhatikan. 1. Penekanan Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0,5 2 % permenit 2. Kriteria keruntuhan suatu tanah : - Bacaan proving ring turun. - Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama. - Ambil pada ε = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit, berarti waktu maksimum runtuh = 15 menit. Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah lempung atau lanau. Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100 % maka kekuatan geser dapat ditentukan dari nilai kekuatan unconfined. Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah. W= W1 W2 100%...(1 12) W W 2 3 Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 24

21 Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air, dan volume total. W W W = = (1 13) V 1 2 π d t 4 Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus : L ε =...(14 4) L o Dimana : ε = L = Lo = Regangan axial (%) Perubahan panjang (cm) Panjang mula-mula (cm) Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat : (15) ε Dimana : A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm 2 ) Ao = Luas mula-mula (cm 2 ) Besarnya tegangan normal : P σ =...(1 16) A P = k N...(17 17) Dimana : σ = Tegangan (kg/cm 2 ) P = Beban (kg) k = Faktor kalibrasi proving ring N = Pembacaan proving ring (div) Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 25

22 Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus : σ St = σ...(1 18) Dimana : St = Nilai sensitivitas tanah σ = Kuat tekan maks. tanah asli (kg/cm 2 ) σ = Kuat tekan maks. tanah tidak asli (kg/cm 2 ) Gambar 2.5 Alat Uji UCS Sumber: Dokumentasi Penulis 2.5 Kapur Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh sektor industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan bangunan, batu bangunan bahan penstabil jalan raya, pengapuran untuk pertanian dll. Bahan Kapur adalah sebuah benda putih dan halus terbuat dari batu sedimen, membentuk bebatuan yang terdiri dari mineral kalsium. Biasanya kapur relatif terbentuk di laut dalam dengankondisi bebatuan yang mengandung lempengan kalsium plates (coccoliths) yang dibentuk oleh mikroorganisme coccolithophores. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 26

23 Biasanya lazim juga ditemukan batu api dan chert yang terdapat dalam kapur.atau istilah umumnya yaitu bahan yang mengandung kalsium anorganik,di mana karbonat, oksida dan hidroksida mendominasi. Tepatnya, kapur adalah kalsium oksida atau hidroksida kalsium. Tepatnya, kapur atau kalsium oksida kalsium hidroksida. Batu kapur (limestone) (CaCO 3 ) adalah sebuah batuan sedimen terdiri dari mineral calcite (kalsium carbonate). Batu kapur membentuk 10% dari seluruh volume batuan sedimen. Gambar 2.6 Batu Kapur Sumber: Dokumentasi Penulis 2.6 Lapisan Tanah Dasar Lapisan tanah dasar atau Subgrade Layer atau tanah dasar merupakan fondasi yang menopang beban perkerasan yang berasal dari kendaraan yang melewati suatu jalan. Oleh karena itu perencanaan suatu perkerasan jalan sangat ditentukan oleh kondisi tanah dasar atau subgrade.lapisan tanah dasar (sub grade) adalah lapisan tanah yang berfungsi sebagai tempat perletakan lapis perkerasan dan mendukung konstruksi perkerasan jalan diatasnya. Menurut Spesifikasi, tanah dasar adalah lapisan paling atas dari timbunan badan jalan setebal 30 cm, yang mempunyai persyaratan tertentu sesuai fungsinya, yaitu yang berkenaan dengan kepadatan dan daya dukungnya (CBR). Apabila kondisi tanah pada lokasi pembangunan jalan mempunyai spesifikasi yang direncanakan, maka tanah tersebut dapat langsung dipadatkan dan digunakan. Berikut ini merupakan persyaratan material tanah dasar. : Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 27

24 1. California Bearing Ratio (CBR) minimal 6%. Departemen Pekerjaan Umum (DPU) mensyaratkan bahwa nilai CBR pada kondisi terendam air dari suatu sub grade minimal 6%. 2. Index Plastisitas tanah harus kurang dari 15%. 3. Batas cair tanah harus kurang dari 50%. 4. Jenis timbunann tanah tidak boleh termasuk dalam klasifikasi tanah yang tidak stabil. Misalnya klasifikasi tanah bergambut dengan kandungan organik tinggi. 5. Perobahan bentuk permanen (permanent deformation) dari tanah dasar akibat beban lalu lintas dan perkerasan-perkerasan diatasnya harus sekecil mungkin. 6. Tegangan yang timbul pada lapis permukaan tanah dasar harus lebih kecil dari tegangan izin tanah dasar. 7. Sifat mengembang dan menyusut dari tanah dasar akibat perubahan kadar air, harus sekecil mungkin dan konstan. 8. Lendutan dan lendutan balik tanah dasar selama dan sesudah pembebanan lalu lintas harus sekecil mungkin. 9. Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu-lintas dan penurunan yang diakibatkan, pada tanah berbutir yang tidak dipadatkan secara baik, harus sekecil mungkin dan merata. Lalu menurut spek umum yang dikeluarkan oleh Departemen PU tahun 2007 syarat tanah yang bisa digunakan sebagai lapis pondasi suatu jalan adalah sebagai berikut : Kelas A B C Pilihan CBR 90 % 65 % 35 % 10 % LL 25 % 35 % 35 % 50 % PL PI 6 % 6 % 4 9 % 15 % Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 28

25 2.7 Stabilisasi Tanah Menggunakan Kapur (Limestone) Kapur sebagai bahan stabilisasi telah lama digunakan dan telah berhasil dengan baik di beberapa negara. Di Rhodesia pembuatan jalan sebagian besar menggunakan stabilisasii kapur untuk lapisan pondasinya. Bahan-bahann setempat, bahan kerikil lateritis dapat ditingkatkan mutunya menjadi mutu base course (lapis pondasi) dengan penambahan kapur (TRRL Overceas Buletin No. 9 Lime Stabilization of Soil for Use as Road Foundation in Nothern Rhodesia). Stabilisasi kapur telah digunakan oleh The Corps of Engineer dalam pembangunan base course (lapis pondasi) untuk lapangan terbang di Texas yang setelah itu beribu- bentuk ribu km jalan dibangun menggunakan stabilisasi kapur tersebut. Pembangunan kapur sebagai bahan stabilisasi telah dikenal dalam sebagai berikut : 1) Untuk perbaikan tanah dasar (subgrade improvement) biasanya lapis atas 15 cm diperbaiki sehingga daya dukungnya dapat ditingkatkan dan dapat berfungsi sebagai lantai kerja waktu pelaksanaan. 2) Untuk menstabilisasi tanah lembek seperti tiang kapur (lime pile), kapur yang digunakan adalah kapur kembang. 3) Untuk menurunkan plastisitas binder tanah dari campuran agregat tanah (Soil Agregate Mixture) 4) Untuk meningkatkan bahan ketingkat yang lebih tinggi dari mutu material pilihan (selected material) ke mutu sub base, dari mutu sub base ke mutu base course tesebut. Jadi penggunaann kapur dalam pembuatan jalan dapat dibagi dalam 2 (dua) kategori menurut maksudnya. a) Perbaikan tanah dengan kapur (Lime Modification), penambahan kapur hanya sedikit saja. Penambahan kapur dimaksudkan hanya memperbaiki tanah seperti menurunkan plastisitasnya dan sebagainya. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 29

26 b) Stabilisasi tanah dengan kapur (Lime Stabilization), dimaksudkan untuk meningkatkan mutu yang ada ketingkat yang lebih tinggi, misalnya bahan yang bernilai sub base ditingkatkan menjadi nilai base course dan sebagainya. Dalam pengerjaan di laboratorium pun menurut SNI perbaikan / stabilisasi tanah menggunakan kapur ini dapat dilakukan dengan 2 cara disesuaikan keperluan menurut ketentuan berlaku, yaitu : a) Kuat tekan bebas : untuk tanah kohesif b) CBR : untuk tanah berbutir Syarat-syarat dasar agar stabilisasi tanah kapur dapat berhasil dengan baik yaitu : 1) Bahan yang dihasilkan harus mempunyai kekuatan yang cukup dan kekuatannya harus tidak berubah oleh adanya air. 2) Biaya pembuatan jalan dengan cara stabilisasi harus tidak lebih mahal dari cara-cara konstruksi yang biasa. 3) Tanah yang akan distabilisasi memungkinkan untuk digemburkan, dicampur dan dipadatkan pada kondisi lapangan. Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek.. 30