BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian Mulai Mengumpulkan literature dan referensi tentang stabilisasi tanah Pengambilan sampel tanah dan bahan stabilisasinya. Penelitian laboratorium Tanah dicampur bahan stabilisasi dengan variasi campuran semen 3%,5%7%,9%,11% dengan waktu pemeraman 7 hari & 14 hari. Pengujian kadar air, berat isi, berat jenis, sieve analisis dan hydrometer analisis Pengujian batas-batas konsistensi (batas cair, batas plastis, batas susut) Uji Compaction, CBR dan Swelling rendaman dengan lama perendaman 4 hari. Hasil Penelitian Analisa Data Kesimpulan Selesai III - 1
3.2 Persiapan Penelitian Untuk pelaksanaan penelitian dilakukan beberapa tahapan diantaranya adalah : pengumpulan informasi dan studi pendahuluan, pengambilan benda uji, persiapan dilaboratorium dan konsultasi kepada dosen pembimbing merupakan rangkaian awal dalam pekerjaan persiapan. 3.3 Tempat dan Waktu Penelitian 3.3.1 Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Mercu Buana. 3.3.2 Waktu Penelitian dilaksanakan selama semester genap 2011/2012. 3.4 Bahan Uji Dalam penelitian ini tanah yang digunakan adalah tanah lempung yang berasal dari Muara Teweh Puruk Cahu. Sedangkan bahan aditif yang digunakan untuk pencampur tanah aslinya adalah Portland Cement (Semen Portland) Tipe 1 yang dicampur dengan air yang berasal dari laboratorium Mekanika Tanah Universitas Mercu Buana. III - 2
3.5 Metode Penelitian Penelitian di labotarium menggunakan metode eksperimen untuk mengetahui efektifitas semen sebagai bahan alternatif stabilitas tanah dasar. Pembuatan dan pengujian terhadap sampel akan dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Sipil Universitas Mercu Buana. Penelitian ini terdiri dari tahapan- tahapan sebagai berikut : 1. Persiapan bahan dan alat. 2. Persiapan tanah asli yang akan dicampur, 3. Perencanaan campuran dengan proporsi yang ditentukan. 4. Pemeriksaan sifat mekanik campuran. 5. Analisis data. Pemeriksaan tanah asli yang meliputi pemeriksaan kadar air, berat isi, berat jenis, dan Batas Batas Atterberg yang sudah diteliti oleh peneliti lain yaitu Hendra May Rahman(2011) di laboratorium Universitas Mercu Buana. Pemeriksaan tanah asli + semen (index properties) : a) Pemeriksaan kadar air tanah b) Pemeriksaan berat isi c) Pemeriksaan berat jenis d) Pemeriksaan batas - batas atterberg : 1) Pemeriksaan batas cair (liquid limit) 2) Pemeriksaan batas plastis (plastic limit) 3) Pemeriksaan batas susut (shrinkage limit) e) Pemeriksaan / analisis saringan (sieve analysis) f) Analisis hidrometer (hydrometer analysis) III - 3
Pemeriksaan sifat mekanik tanah asli + semen (engineering properties) : a) Pemeriksaan pemadatan laboratorium (compaction test) b) Pemeriksaan CBR laboratorium (laboratory CBR) dan swelling test. 3.6 Persiapan Sampel Dalam penelitian ini teknik pengambilan sample terdiri dari material asli dan campuran. Dengan penambahan semen sebagai bahan aditifnya yang jumlah penambahannya berdasarkan prosentase perbandingan berat semen dengan tanah sampel uji yang akan dibuat untuk masing-masing kategori pengujian. Dimana untuk masing-masing kategori dilakukan pemeraman selama 7 hari dan 14 hari, untuk penjelasan rincian tanah dan semen secara detail adalah sebagai berikut: Tabel 3.1 Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli + Semen No. Pengujian Tanah Asli + Semen (Pemeraman 7 hari dan 14 hari) Pengujian Variasi kadar semen x jumlah spesimen x intensitas pemeraman Jumlah Benda Uji 1 Pengujian Berat Jenis Tanah 5x2x2 20 2 Pengujian Batas -batas Konsistensi: Pengujian Batas Cair 5x2x2 20 Pengujian Batas Plastis 5x2x2 20 Pengujian Batas Susut 5x2x2 20 3 Pengujian Pemadatan Standard an CBR Unsoaked 5x1x2 10 4 Pengujian Swelling dan CBR Rendaman 5x1x2 10 Jumlah total 100 III - 4
Tabel 3.2 Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli + Semen (untuk setiap pemeraman) No. Pengujian Spesimen Kebutuhan Tanah Kebutuhan Semen Jumlah 3% 5% 7% 9% 11% 1 Pengujian Berat Jenis Tanah 10 250 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 17.5 2 Pengujian Batas -batas Konsistensi: Pengujian Batas Cair 10 1500 9 15 21 27 33 105 Pengujian Batas Plastis 10 500 3 5 7 9 11 35 Pengujian Batas Susut 10 3 Pengujian Pemadatan Standar 10 20000 120 200 280 360 440 1400 4 Pengujian Swelling dan CBR Rendaman 10 50000 300 500 700 900 1100 3500 (gr) Jumlah total 110 72250 5057.5 (gr) Sehingga : Jumlah total tanah yang diperlukan untuk pengujian ini adalah = 72.250 gram atau 72.25 kg Jumlah total semen yang diperlukan untuk pengujian ini adalah = 5057.5 gram atau 5.0575 kg 3.6.1 Pemeraman Tanah yang digunakan dalam pengujian yaitu tanah campuran ( tanah dengan semen). Setelah tanah dicampur dengan semen dan air, kemudian tanah diperam di dalam plastik yang tertutup rapat selama 7 hari dan 14 hari. Setelah masa pemeraman selesai, kemudian benda uji dibuat sesuai dengan pengujian yang akan dilakukan. III - 5
3.7 Pengujian Sifat Fisis Tanah Pengujian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui karateristik tanah. Dalam pengujian sifat fisis ini dapat dilakukan beberapa cara diantaranya adalah : 1. Kadar air Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara berat air tanah yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanahnya yang dinyatakan dalam persen.adapun rumus kadar air sebagai berikut: W W = x 100 % W W = Berat cawan = Berat cawan + tanah basah = Berat cawan + tanah kering 2. Berat Jenis Tanah Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air suling denanisi yang sama pada suhu tertentu. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut: W W = (W W ) (W W ) = Berat piknometer (gram) = Berat piknometer + tanah (gram) = Berat piknometer + tanah + air (gram) = Berat piknometer + air (gram) III - 6
3. Sieve Analysis Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui distribusi ukuran butir tanah yang berdiameter 4,76 mm sampai 0,074 mm atau lolos saringan No.4 ASTM dan tertahan pan cover.adapun standar ukuran ayakan di amerika serikat sebagai berikut : Tabel 3.3 Ukuran Ayakan No Ayakan Lubang ( mm ) 4 4.750 6 3.350 8 2.360 10 2.000 16 1.180 20 0.850 30 0.600 40 0.425 50 0.300 60 0.250 80 0.180 100 0.150 170 0.088 200 0.075 (sumber; BrajaM.Dasjilid 1) 4. Hydrometer Analysis Pengujian ini dilakukan untuk menentukan distribusi dari butiran yang memilki diameter lebih kecildari 0,074 mm atau yang lolos dari saringan No.200 ASTM dengan cara pengedapan (hydrometer analysis). 5. Pengujian Batas Batas Konsistensi a. Batas Cair (Liquid Limit). Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas cair. Batas cair adalah kadar air batas dimana suatu tanah berubah dari keadaan cair menjadi keadaan plastis. III - 7
W W = x 100 % W W W 2 = berat cawan + tanah basah W 3 = berat cawan + tanah kering = berat cawan W 1 h h b. Batas Plastis (Plastic Limit) Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas plastis. Batas plastis adalah kadar air minimum dimana suatu tanah masih dalam keadaan plastis. Adapun rumus batas plastis sebagai berikut : W W = x 100 % W W W 2 = berat cawan + tanah basah W 3 = berat cawan + tanah kering = berat cawan W 1 IP ( Indeks Plastisitas ) = LL PL c. Batas Susut (Shrinkage Limit) Pengujian ini dilakukan untuk mencari kadar air pada batas susut suatu tanah. Shrinkage limit didefinisikan dimana batas tidak akan terjadi perubahan volume pada massa tanah, apabila kadar airnya dikurangi. Adapun rumus batas susut sebagai berikut : III - 8
= w V V W x 100 % = Isi tanah basah = Isitanahkering SL= Batassusut = Berat Tanah Kering w = Kadar air tanah basah 3.8 Pengujian Sifat Mekanis Tanah 1. Pemadatan Standart Pemadatan bertujuan untuk menentukan hubungan kadar air dan kepadatan kering optimum (berat volume kering) suatu tanah apabila dipadatkan dengan alat pemadat tertentu. Ada beberapa keuntungan yang diperoleh dalam uji pemadatan yaitu: a. Memperkecil pengaruh air terhadap tanah b. Bertambahnya kekuatan tanah c. Memperkecil pemampatannya dan daya rembes airnya d. Megurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air. (Hardiyatmo,H.C.,1992,hal53). Adapun beberapa perhitungan dalam pemadatan sebagai berikut: Berat isi basah γ = III - 9
B1 B2 V = Berat mold = Berat mold + berat tanah = Volume mold Berat isi kering : = ( ) W = Kadar air sesudah kompaksi 2.CBR dan Swelling Potential CBR merupakan ukuran daya dukung tanah yang dipadatkan dengan daya pemadatan tertentu dan kadar air tertentu dibandingkan dengan beban standard pada batu pecah. Dengan demikian, besaran CBR adalah persentase atau perbandingan daya dukung tanah yang diteliti dan daya dukung batu pecah standar pada nilai penetrasi yang sama (0,1 inch dan 0,2 inch). CBR laboratorium diukur dalam dua kondisi, yaitu kondisi tidak terendam disebut CBR Unsoaked dan kondisi terendam atau disebut CBR soaked. Pada umumnya CBR soaked lebih rendah dari CBR Unsoaked. Namun 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. Dari hasil pengujian sifat mekanis tanah asli yang diteliti oleh Hendra May Rahman (2011) yang meliputi kadar air optimum, kepadatan kering maksimum dan CBR maka dapat dikatakan tanah III - 10
mempunyai daya dukung (CBR) tinggi, yaitu 4,6 %. Sedangkan pada penelitian sifat mekanis tanah campuran dengan semen yang diteliti oleh Nurhidayanti (2012) nilai CBR optimum adalah 36,7% (kategori baik untuk subgrade jalan). Syarat CBR tanah subgrade suatu konstruksi jalan adalah minimal 3 %.Pemeriksaan CBR (CaliforniaBearing Ratio) laboratorium mengacu pada AASHTO T- 193-74 dan ASTM-1883-73. Pengujian swelling potential ini dilaksanakan mengacu pada ASTMD 4546 atau yang disebut juga konstan volume test. Nilai swelling yaitu prosentase pengembangan benda uji karena bertambahnya kadar air akibat pemeraman. III - 11