3.1 Diagram alir penelitian BAB III METODOLOGI PENELITIAN Mulai Mengumpulkan literature dan refrensi tentang stabilisasi tanah Pengambilan contoh tanah : Tanah lempung dari ruas jalan Berau Kalimantan Timur Penelitian di laboratorium Tanah Asli Sifat mekanis : Pengujian konsolidasi, swelling test & cbr, pemadatan standart. Sifat fisik : berat jenis, batasbatas konsistensi (batas cair, batas plastis, batas susut), distribusi ukuran butiran Hidrometer analysis Tanah asli Pengujian Mineral Tanah dengan X-Ray Difraction (XRD) Tanah Campuran (lempung + kapur) Tanah dicampur bahan stabilisasi dengan variasi campuran 3%, 5%, 7%, 9% dan 11% dalam waktu pemeraman 7 hari. Pengujian batas-batas konsistensi (batas cair, batas plastis, batas susut) Uji Compaction, CBR swelling rendaman, dan konsolidasi dengan lama perendaman selama 7 hari Hasil Analisa Data Kesimpula III - 1 Selesai
3.2 Persiapan Penelitian Untuk pelaksanaan penelitian dilakukan beberapa tahapan, yaitu : Pembuatan Proposal, Pengumpulan informasi dan studi pendahuluan, pengambilan benda uji, persiapan bahan stabilisasinya, persiapan di laboratorium, konsultasi kepada dosen pembimbing merupakan rangkaian awal dalam pekerjaan persiapan. 3.2.1 Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat untuk batas konsistensi, kadar air, sieve analisi, proktor standar dan CBR terendam di laboratorium mekanika tanah Program Studi Teknik Sipil Universitas Mercu Buana yang telah sesuai dengan Standarisasi Nasional Indonesia (SNI). 3.2.2 Bahan Uji 1. Tanah Dalam penelitian ini tanah yang digunakan adalah tanah lempung yang diperoleh dari daerah Berau Kalimantan Timur. 2. Kapur Kapur yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapur padam Ca(OH)2 3. Air Air yang digunakan berasal dari Laboratorium Mekanika Tanah Program Studi Teknik Sipil Universitas Mercu Buana. III - 2
3.2.3 Sampel Uji Dalam penelitian ini sampel uji terdiri dari masing-masing material asli dan campuran yang dibuat berdasarkan variasi penambahan kapur sebagai bahan aditifnya yang jumlah penambahannya berdasarkan prosentase perbandingan berat butir kapur dengan tanah, Lama waktu pemeraman ditentukan yaitu 7 hari yang kemudian sampel berdasarkan variasi penambahan aditif dan lama waktu pemeraman dibuat 2 sampel yang sama. Sampel uji yang akan dibuat untuk masing-masing kategori secara detail adalah sebagai berikut : Tabel 3.1 Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli No. Pengujian Specimen Kebutuhan Tanah (gr) 1 Pengujian Kadar Air Tanah 2 50 2 Pengujian Berat Jenis Tanah 2 50 Pengujian Analisa Granular: 4 Pengujian Analisa Saringan 2 1000 5 Pengujian Analisa Hidrometer 2 Pengujian Batas-batas Konsistensi 6 Pengujian Batas Cair 2 1000 7 Pengujian Batas Plastis 2 300 8 Pengujian Batas Susut 2 100 9 Pengujian Konsolidasi 3 600 10 Pengujian Pemadatan Standar 5 10000 11 Pengujian Swelling dan CBR Rendaman 2 10000 Jumlah total 24 26500 III - 3
Tabel 3.2 Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli + Kapur Pengujian Tanah Asli + Kapur (Pemeraman 7 hari) No. Pengujian Variasi kadar kapur x jumlah spicimen x waktu pemeraman 1 Pengujian Batas -batas Konsistensi: Jumlah Benda Uji Pengujian Batas Cair 5x2x1 10 Pengujian Batas Plastis 5x2x1 10 Pengujian Batas Susut 5x2x1 10 2 Pengujian Pemadatan Standar 5x5x1 25 3 Pengujian Konsolidasi 5x2x1 10 4 Pengujian Swelling dan CBR Rendaman 5x1x2 10 Jumlah total 75 III - 4
Tabel 3.3 Jumlah kebutuhan tanah dan kapur pada tanah campuran. No. Pengujian Kebutuhan Tanah (gr) Kebutuhan kapur (gr) 3% 5% 7% 9% 11% Jumlah 1 Pengujian Batas -batas Konsistensi: Pengujian Batas Cair 1500 9 15 21 27 33 105 Pengujian Batas Plastis 500 3 5 7 9 11 35 Pengujian Batas Susut 500 2 Pengujian Pemadatan Standar 30000 300 500 700 900 1100 3500 3 Pengujian Konsolidasi 2000 6 10 14 18 22 70 3 Pengujian Swelling dan CBR Rendaman 25000 450 750 1050 1350 1650 5250 Jumlah total 57000 9275 Maka : Jumlah total tanah yang diperlukan untuk pengujian ini adalah = 57000 gram atau 57 kg Jumlah total kapur yang diperlukan untuk pengujian ini adalah = 9275 gram atau 9,75 kg III - 5
3.3 Pengujian Laboratorium Pengujian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Mercu Buana meliputi : Tabel 3.4 Acuan Pengujian Untuk Tanah Asli No Pengujian SNI 1 Kadar Air Tanah Asli 03-1965 2 Berat Jenis (GS) 03-1964 3 Analisa Gradasi 03-3962 4 Hidrometer Analisis 03-3423 5 Batas Cair (LL) 03-1967 6 Batas Plastis (PL) 03-1966 7 Batas Susut (SL) 03-4143 8 Pemadatan Standar 03-1743 9 California Bearing Ratio (CBR) Soaked 03-1744 10 Konsolidasi 03-2812 11 Stabilisasi Tanah + Kapur 03-3437 III - 6
3.3.1 Pengujian Sifat Fisis Tanah Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik tanah tersebut, Pengujian sifat fisis yang di lakukan diantaranya adalah : 1. Pengujian Kadar Air Pengujian ini adalah untuk mengetahui kadar air suatu tanah. Kadar air tanah merupakan perbandingan antara berat air yang dikandung tanah dengan berat kering tanah. Adapun rumus untuk kadar air sebagai berikut : Keterangan : = Berat cawan = Berat cawan + tanah basah = Berat cawan + tanah kering 2. Pengujian Berat Jenis Tanah Pengujian ini adalah untuk mengetahui berat jenis suatu tanah yang lolos saringan nomor 4. Berat jenis tanah merupakan ratio perbandingan berat butir tanah dengan berat air destilasi diudara dengan volume yang sama dan pada temperature tertentu. Adapun rumus dari berat jenis tanah sebagai berikut : III - 7
Keterangan : = Berat piknometer = Berat piknometer + tanah = Berat piknometer + tanah + air = Berat piknometer + air 3. Pengujian Sieve Analisis Pengujian ini adalah untuk mengetahui ukuran butir tanah dan susunan butir tanah (gradasi). Prosedur dalam pengujian ini dengan cara mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan. Berikut adalah standard ukuran ayakan di Amerika Serikat. Tabel 3.5 Ukuran ukuran ayakan di Amerika Serikat (sumber; Braja M.Das jilid 1) III - 8
4. Pengujian Hidrometer Analisis Pengujian ini adalah untuk menentukan distribusi tanah yang lolos saringan 200 ASTM ( 0.074 mm ) yang dilakukan dengan analisa pengendapan ( Hidrometer analisis ). Pada pelaksanaan pengujian ini digunakan 50 gram contoh tanah yang kering oven dan silinder pengendap yang mempunyai tinggi 18 inci (457,2 mm) dan diameter 2,5 inci (63,5 mm). silinder tersebut diberikan tanda yang menunjukkan volume sebesar 1000 ml. Campuran calgon (natrium hexametaphosphate) biasanya digunakan sebagai bahan pendispersi. Total volume dari larutan air + calgon + tanah yang terdispersi dibuat menjadi 1000 ml dengan menambahkan air suling. 5. Pengujian Batas batas Konsistensi a. Batas Cair (Liquid Limit) Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan batas cair suatu tanah. Batas cair merupakan kadar air tanah pada keadaan batas peralihan antara cair dan batas plastis. Adapun rumus untuk batas cair adalah : III - 9
b. Batas Plastis (Plastic Limit) Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui batas plastis dari suatu tanah. Batas plastis adalah kadar air minimum yang dikandung tanah tersebut dimana tanah itu masih dalam keadaan plastis atau untuk menentukan kadar air contoh tanah pada peralihan keadaan plastis ke keadaan semi padat.pada percobaan ini contoh tanah di gulung gulung hingga berdiameter 3 mm, lalu setelah itu di timbang berat tanah basah dan keringnya untuk biasa mendapatkan kadar air dalam keadaan plastis. Adapun rumus untuk batas plastis adalah : IP ( Indeks Plastisitas ) = LL PL c. Batas Susut Maksud dari pengujian ini adalah untuk mengetahui batas susut dari suatu contoh tanah yang meliputi batas susut, angka susut, susut volumetric dan linier. Suatu tanah akan menyusut apabila air yang dikandungnya secara perlahanlahan hilang dalam tanah. Dengan hilangnya air secara terus menerus, tanah akan mencapai suatu tingkat keseimbangan dimana penambahan kehilangan air akan menyebabkan perubahan volume. Adapun rumus batas susut adalah sebagai berikut : III - 10
Keterangan : = Isi tanah basah = Isi tanah kering SL = Batas susut = Berat Tanah Kering w = Kadar air tanah basah d. Indeks Likuiditas Indeks Likuiditas didefinisikan sebagai: Dimana w adalah kadar asli suatu tanah, LI yang mengidentifikasikan kedekantan suatu tanah asli terhadap LL, yang merupakan suatu karaakteristik yang menunjukkan kondisi tanah. e. Indeks Plastis (Plasticity index) Indeks plastisitas atau Plasticity index (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. Indeks plastisitas merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis. Karena itu indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisan dari suatu jenis tanah. IP ( Indeks Plastisitas ) = LL PL III - 11
3.3.2 Pengujian Sifat Mekanis Tanah 1. Pengujian Pemadatan Standar Tujuan pemadatan tanah adalah memadatkan tanah pada kadar air optimum dan memperbaiki karakteristik mekanisme tanah yang akan memberikan keuntungan yaitu : a) Memperkecil pengaruh air terhadap tanah. b) Bertambahnya kekuatan tanah. c) Memperkecilkan pemampatannya dan daya rembes airnya. d) Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air. Pengujian pemadatan ini dilakukan dengan mengacu pada ASTM D 698. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah dengan cara memadatkan sampel dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 2,5 kg dan tinggi jatuh 30 cm. Adapun perhitungan untuk tes pemadatan ini adalah : Berat isi basah : Keterangan : B1 B2 V = Berat mold = Berat mold + berat tanah = Volume mold Berat isi kering : Keterangan : W = Kadar air sesudah kompaksi III - 12
2. Pengujian CBR dan Swelling Potential Pemeriksaan CBR (California Bearing Ratio) laboratorium mengacu pada SNI 03-1744 dan ASTM-1883-87, dimaksudkan untuk menentukan nilai CBR tanah yang dipadatkan di laboratorium pada kadar air tertentu. CBR merupakan perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan standar dengan kedalaman dengan kecepatan penetrasi tertentu. CBR laboratorium diukur dalam 2 kondisi, yaitu pada kondisi tidak terendam disebut CBR unsoaked dan pada konsisi terendam atau disebut CBR soaked, pada umumnya harga CBR soaked lebih rendah dari CBR unsoaked. Namum demikian kondisi soaked adalah kondisi yang sering dialami di lapangan, sehingga di dalam perhitungan konstruksi bangunan, harga CBR soaked yang dipergunakan sebagai dasar perhitungan karena dalam kenyataannya air selalu mempengaruhi konstruksi bangunan. Perbedaan pengujian CBR ini hanya terletak pada kondisi tanah yang akan diujikan. Untuk pengujian CBR soaked, tanah berada dalam keadaan terendam air selama 4 hari agar dapat diukur pengembangannya setiap hari. Sedangkan untuk pengujian CBR unsoaked, tanah dibuat dalam keadaan tidak terendam. Nilai swelling yaitu prosentase pengembangan benda uji karena bertambahnya kadar air akibat pemeraman. III - 13
3. Pengujian Konsolidasi Kegunaan uji konsolidasi adalah untuk menentukan sifat pemampatan suatu jenis tanah, yaitu sifat-sifat perunahan isi dan proses keluarnya air dari dalam tanah yang diakibatkan adanya perubahan tekanan vertical pada tanah tersebut. 3.3.3 Pengujian Stabilisasi Tanah Dengan Kapur Menurut SNI 03-3437 yang dimaksud dengan stabilisasi tanah dengan kapur adalah campuran tanah dengan kapur dan air dengan komposisi tertentu sehingga tanah tersebut mempunyai sifat lebih baik dari tanah semula. 3.3.3.1 Tata Cara Pengerjaan 1. Lakukan pengujian klasifikasi tanah, pemadatan sesuai SNI 03-1742 serta nilai CBR sesuai SNI 03-1744 dari tanah yang direncanakan akan distabilisasi. 2. Lakukan pengujian klasifikasi tanah dengan kapur dan pemadatan standar untuk menentukan kadar air optimum. 3. Buat campuran tanah dengan kapur sesuai komposisi yang direncanakan. 4. Siapkan benda uji campuran untuk CBR kemudian lakukan penumbukan 25 kali pada 3 lapisan benda uji. 5. Lakukan pengujian CBR sesuai dengan SNI 03-1744 setelah masa pemeraman 7 hari pada benda uji dan dibungkus dengan kantong plastik serta rendaman 4 hari. III - 14
6. Gambarkan grafik hubungan antara prosentase campuran CBR untuk menentukan kadar kapur yang memenuhi nilai CBR sesuai dengan ketentuan berlaku. Pengujian stabilisasi tanah dengan kapur bertujuan untuk mendapatkan komposisi dan mutu stabilisasi tanah dengan kapur sesuai dengan ketentuan yang berlaku serta mencegah kegagalan dalam pelaksanaan di lapangan. III - 15