PENGGUNAAN BAHAN STABILIA UNTUK DASAR (SUBGRADE) …

PENGGUNAAN BAHAN STABILIA UNTUK

MENINGKATKAN DAYA DUKUNG LAPISAN TANAH

DASAR (SUBGRADE) DI DESA PEJATEN

Nama :

Ir. I Gusti Ngurah Wardana, MT.

NIP : 196201021987021002

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik

Universitas Udayana

2016

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan rahmat

yang telah dilimpahkan, sehingga tulisan yang berjudul “PENGGUNAAN BAHAN

STABILIA UNTUK MENINGKATKAN DAYA DUKUNG LAPISAN TANAH DASAR

(SUBGRADE) DI DESA PEJATEN”, 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, Juli 2016

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 konstruksi

jalan tersebut.

Penelitian mengenai usaha untuk memperbaiki sifat tanah lempung 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 ( gd,gr/cm3) dan menurunnya kadar air optimum (wopt ,%).

Permasalahan yang timbul apabila studi tanah lempung Desa Pejaten Tabanan

distabilisasi dengan bahan Stabilia adalah bagaimana pengaruh penambahan stabilia dengan

prosentase (%) yang berbeda terhadap nilai-nilai karakteristik tanah lempung Pejaten dan

berapa besar prosentase (%) Stabilia yang optimum sebagai bahan campuran untuk perbaikan

tanah lempung Pejaten, Tabanan.

Untuk studi sampel tanah yang ditest, dibuat dilaboratorium dengan cara membuat

campuran Stabilia dengan prosentase yang berbeda yaitu : 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, dan

1,0% 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 desa Pejaten termasuk tanah lempung dengan Plastisitas tinggi (CH). Disamping

peningkatan berat volume kering dan penurunan kadar air optimum (W opt,%), akibat

penambahan prosentase Stabilia didapatkan nilai CBR Design nilai tertinggi (optimal) yaitu

7,4 % pada penambahan prosentase Stabilia sebesar 0,6%. Pada nilai kuat tekan bebas (qu)

dari tanah desa Pejaten mencapai puncaknya yaitu sebesar 3,8 kg/cm2 , pada prosentase

penambahan dan Stabilia sebesar 0,6%.

Kata Kunci: Stabilia, 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

2.4.3. Karakteristik Tanah Lempung Pejaten......................................................13

2.5 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 Bahan Stabilia ............................................................ 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 Stabilia Terhadap Berat Jenis

Spesifik (Gs) ................................................................................53

4.1.1.4. Pengaruh Penambahan Stabilia 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 Stabilia 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

1

BAB I

PENDAHULUHAN

1.1. Latar Belakang

Sering 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 pada ruas jalan Pejaten, Tabanan, 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.

Stabilia merupakan bahan kimia penstabil tanah dasar yang dibuat khusus

untuk tanah mengembang di daerah tropic, berbentuk cair dan larut dalam air

sehingga dapat menyebar secara efektif ke dalam tanah. Proses stabilisasi tanah

dengan menggunakan Stabilia berlangsung cepat sehingga menghemat waktu dan

biaya pelaksanaan. Stabilia adalah produk baru buatan Indonesia sendiri, tetapi

belum pernah diuji secara mendetail. Mekanisme kerja bahan Stabilia 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 (PT. Olah

Bumi Mandiri,1994).

Untuk mengetahui seberapa jauh manfaat bahan Stabilia dalam proses

stabilisasi, maka pada penelitian ini dicoba prosentase (%) penggunaan stabilia

yang optimum sebagai bahan campuran . Hasil yang diharapkan dari penggunaan

2

Stabilia 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 Stabilia dengan prosentase yang

berbeda, yaitu : 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, dan 1% terhadap berat kering tanah.

1.2. Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dianalisa dalam penelitian ini apabila tanah

lempung di Desa Pejaten Tabanan distabilisasi dengan bahan Stabilia adalah

sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh penambahan Stabilia dengan prosentase yang berbeda

terhadap nilai-nilai karakteristik tanah.

2. Berapa besar prosentase (%) penggunaan bahan Stabilia yang optimum sebagai

bahan campuran untuk perbaikan tanah dasar lempung Pejaten Tabanan.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengatasi permasalahan yang terjadi

pada lapisan tanah dasar (subgrade) yaitu :

1. Mengetahui pengaruh penambahan Stabilia sebagai bahan campuran untuk

stabilisasi terhadap nilai-nilai karakteristik lapisan tanah dasar tanah lempung

Pejaten Tabanan.

2. Mendapatkan prosentase penambahan Stabilia 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 :

3

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 lempung (clay)

khususnya untuk ruas jalan Pejaten Tabanan

- Hasil penelitian ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan dan acuan

dalam perencanaan tebal perkerasan jalan yang memakai metode stabilisasi

dengan campuran bahan stabilia 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. Desa Pejaten Tabanan merupakan daerah dengan wilayah yang relative luas

(2,03 km2) serta dengan jenis tanah yang relative sama, dimana sampel yang

4

diambil hanya dari satu lokasi, sehingga sudah dapat dianggap mewakili

tanah lempung Desa Pejaten Tabanan.

2. Tidak dilakukan penelitian terhadap komposisi kimia dari bahan stabilia

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 mengahdapi perencanaan maupun pelaksanaannya. Jadi

untuk maksud pemanfaatan contoh-contoh yang diguanakan dalam peraturan perencanaan

(spesifikasi perencanaan), diperlukan suatu klasifikasi yang dikelompokkan menurut

kriteria yang sama.

Adapun system klasifikasi jenis tanah yang digunakan adalah :

1. Sistem klasifikasi USCS (Unifield Soil Classification System )

8

Sistem ini dapat dilihat pada Tabel 2- 1,

2. Sistem klasifikasi AASHTO (Assotiation of American Highway and Transfortation

Officials)

Penggolongan tanah system AASTHO ini dapat dilihat pada Tabel 2-2

Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified*

Divisi Utama

Simbol

Kelom

pok

Nama

Umumnya

Tan

ah B

erbuti

r K

asar

Leb

ih d

ari

50 %

buti

ran t

erta

han

pad

a ay

akan

No.2

00*

Pas

ir

Leb

ih d

ari

50 %

fra

ksi

kas

ar l

olo

s ay

akan

No.4

Ker

ikil

ber

sih

(han

ya

ker

ikil

)

GW

Kerikil

bergradasi baik dan

campuran kerikil

pasir, sedikit atau

sama sekali tidak

mengandung butiran

halus

GP

Kerikil

bergradasi buruk dan

campuran kerikil

pasir, sedikit atau

sama sekali tidak

mengandung butiran

halus

Ker

ikil

den

gan

buti

ran

hal

us

GM

Kerikil berlanau,

campuran kerikil-

pasir-lanau

GC

Kerikil

berlempung,

campuran kerikil-

pasir-lempung

9

Ker

ikil

50 %

Ata

u l

ebih

dar

i fr

aksi

kas

ar

Ter

tahan

pad

a ay

akan

No.4

Pas

ir

ber

sih

(han

ya

pas

ir)

SW

Pasir bergradasi

baik, pasir berkerikil,

sedikit atau sama

sekali tidak

mengandung butiran

halus

SP

Pasir bergradasi

buruk dan pasir

berkerikil, sedikit

atau sama sekali

tidak mengandung

butiran halus

Pas

ir

den

gan

buti

ran

hal

us

SM

Pasir berlanau,

campuran pasir-

lanau

SC

Pasir

berlempung,

campuran pasir-

lempung

Tan

ah B

erbuti

r H

alus

50 %

ata

u l

ebih

lolo

s ay

akan

No.2

00

Lan

au d

an l

empung B

ata

Cai

r 50 %

ata

u k

ura

ng

ML

Lanau

anorganik, pasir

halus sekali, serbuk

batuan, pasir halus

berlanau atau

berlempung

CL

Lempung

anorganik, pasir

halus sekali, serbuk

batuan, pasir halus

berlanau atau

berlempung

OL

Lanau-anorganik

dan lempung

berlanau organic

dengan plastisitas

rendah

10

Lan

au d

an L

empung B

atas

Cai

r le

bih

dar

i 50

%

MH

Lanau anorganik

atau pasir halus

diatomic atau lanau

diatomic, lanau yang

elastic

CH

Lempung

anorganik dengan

plastisitas tinggi,

lempung “gemuk”

(fat clays)

OH

Lempung organic

dengan plastisitas

sedang sampai

dengan tinggi

Tanah-tanah dengan kandungan organic sangat

tinggi

PT

Peat (gambut),

muck, dan tanah-

tanah lain dengan

kandungan organic

tinggi

Menurut ASTM (1982) * Berdasarkan tanah yang lolos ayakan 75 mm (3 in)

Table 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan AASHTO

KLASIFIK

ASI

UMUM

BAHAN BERBUTIR KASAR

35 % atau kurang lewat No. 200

BAHAN BERBUTIR

HALUS

35 % lebih lewat No. 200

Klasifikasi

Kelompok

A - 1

A

– 3

A - 2

A

- 4

A

- 5

A

– 6

A

- 7 A

-1-a

A

-1-b

A

-2-4

A

-2-5

A

-2-6

A

-2-7

Analisa

Saringan

( % lolos )

50

…

….

…

…

…

…

…

…

…

…

11

No. 10

No. 40

No. 200

max.

30

max.

15

max.

.

50

max

25

max

51

min

10

max

.

…

.

35

max

.

…

.

35

max

.

…

.

35

max

.

…

.

35

max

.

…

.

36

max

.

…

.

36

max

.

…

.

36

max

.

…

.

36

max

Sifat Fraksi

yang lewat No. 40

Batas Cair

Indeks

Plastisitas

...

6 max

….

N.P

40

max

10

max

41

min

10

max

40

max

11

min

41

min

11

min

40

max

10

max

40

min

10

max

40

max

11

min

41

min

11

min

Jenis Umum

Fragmen

batuan kerikil

dan pasir

Pas

ir halus

Kerikil atau pasir lanauan atau

lempungan Tanah lanau

Tanah

lempungan

Tingkat Umum

sebagai tanah dasar Sangat baik sampai baik Cukup sampai buruk

Catatan : Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-5 < LL-30, sedang

Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-6 < LL-30

A

-7-6

A

-2-6

A

7

0

6

0

5

0

4

0

3

0

2

0

Ind

eks

Pla

stis

itas

(P

I)

12

-6

A

-2-7

A

-7-5

A

-2-4

A

-2-5

Gambar 2.3, Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk

tanah yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7,(Braja M Das, 1993 hal 68)

Pada Gambar 2.3, menunjukkan suatu gambar grafik dari rentang batas cair

[Liquid Limit (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk tanah yang masuk kelompok A-2, A-

4, A-5, A-6, dan A-7, dalam system klasisifikasi ASSTHO.

Dalam sistem klasifikasi AASTHO untuk mengevaluasi mutu atau kualitas dari suatu

tanah sebagai bahan lapisan tanah dasar (subgrade) dari suatu konstruksi jalan raya, suatu

angka yang dinamakan Indek Group [Group Indeks (GI)] juga diperlukan, selain

kelompok dan sub kelompok tanah yang bersangkutan.

Indek group dapat dihitung dengan memakai persamaan seperti dibawah ini :

GI = (F-35) [0,2 +0,05 (LL-40)] + 0,001 (F-15) (PI-10)

Dimana :

GI = Group Indeks

F = Prosentase butiran tanah yang lewat saringan no. 200

LL = Liquid Limit (Batas cair)

PI = Plasticity Indeks (Indeks Plastisitas)

2.4. Lempung sebagai Tanah Kohesif

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

1

0

0

0 1

0

2

0

3

0

4

0

5

0

6

0

7

0

8

0

9

0

1

00

Batas Cair

(LL)

13

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

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

14

tetrahedron dan aluminium octahedron (Gambar 2.4). 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.2.4. Susunan struktur dasar tetrahedral (silica) sheet dan octahedral sheet

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

15

Gambar 2.5 Diagram struktur kaolinite dan foto scanning electron microscope

Gambar 2.6 Diagram struktur Illite dan foto scanning electron microscope

16

Gambar 2.7. 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).

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

17

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 2.8 berikut.

Gambar 2.8 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

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

18

Dimana :

LL = Batas Cair (Liquid Limit)

Wn = Kadar Air

N = Jumlah pukulan pada kadar air Wn

Nilai batas cair dapat dikelompokkan seperti pada Tabel 2.3 berikut (Krebs, 1971)

Tabel 2.3. 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

Dari perhitungan nilai Batas Cair akan didapat suatu gambar grafik seperti terlihat pada

Gambar 2.9

19

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

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 :

20

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

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

Berat 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

21

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

Table 2.4. 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

Mekanisme pengembangan dari tanah sedikit lebih kompleks dari penyusutan.

Menurut Kormonik and David (1969) pengembangan dari tanah disebabkan oleh

dua hal :

1. Sebab Mekanis

Di sini pengembangan disebabkan karena kebalikan dari peristiwa kapiler.

Bila kadar air dalam tanah naik dan tanah menjadi jenuh maka tegangan kapiler

mengecil dan tegangan air pori dapat sama dengan tegangan hidrostatis.

22

Dengan sendirinya menurun dan tanah cenderung untuk ”mengembang”

kembali pada volume semula.

2. Sebab Fisika-Kimia

Seperti telah disebutkan terdahulu, masuknya air di antara partikel-partikel

Clay mineral jenis Montmorillonite akan menyebabkan mengembangnya jarak

antara unit lapisan struktur dasar. Kondisi seperti dapat terjadi pada saat kadar air

dalam tanah naik.

Mekanisme menyusut suatu tanah umumnya terjadi karena peristiwa kapiler,

dimana pada penurunan kadar air dalam proses mengering dari tanah akan diikuti

segera dengan kenaikan yang tajam dari tegangan efektif antar butiran. Sebagai

konsekwensinya volume tanah menyusut.

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

1. Prinsip Umum Pemadatan

23

- Tingkat pemadatan tanah di ukur dari berat volume kering (d) tanah yang

dipadatkan.

- Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut

akan berfungsi sebagai unsur pembasah (pelumas) pada partikel-partikel tanah.

- Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik

bila kadar air dalam tanah meningkat. Harap dicatat bahwa pada saat kadar air

w = 0, berat volume basah dari tanah adalah sama dengan berat volume

keringnya.

- Bila kadar airnya ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan

yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume

juga meningkat secara bertahap pula.

- Setelah mencapai kadar air tertentu, adanya penambahan kadar air justru

cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan

karena air tersebut kemudian menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang

sebetulnya dapat ditempati oleh partikel-partikel padat dari tanah.

- Kadar air dimana didapat harga berat volume kering maksimum tanah , akan

didapat kadar air optimim.

Gambar 2.8. Prinsip Umum Pemadatan

2. Pengukuran Pemadatan di Laboratorium

Pertama kali dikembangkan oleh R.R. Proctor tahun 1920-an dengan 4 variabel

a. Pengaruh Energi Pemadatan (Usaha Pemadatan)

b. Pengaruh Jenis tanah

c. Pengaruh Kadar air (w)

d. Berat isi kering (d)

24

Percobaan Pemadatan di Laboratorium

1. Uji Proctor Standar

2. Uji Proctor Modifikasi

1. Uji Proctor Standar (Standard Compaction Test)

- Tanah dipadatkan dalam tabung silinder

- Spesifikasi alat pemadat dan percobaan

Palu = 2,5 kg (5,5 lb)

Tinggi jatuh= 30,5 cm (1 ft)

Jumlah lapisan = 3 lapis

Jumlah tumbukan/lapis = 25

Volume silender = 1/30 ft3

Energi Pemadatan = 592,5 kJ/m3

Jenis tanah = lewat saringan no. 4

Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda

Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat

volumenya

1.6. Berat volume tanah basah 𝛄𝐛

γb = W

V ……………………..…………………………………. (2-5)

Dimana :

W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan

V = volume cetakan

1.7. Berat volume tanah kering 𝛄𝐝

γd = Wkering

V =

γb

1+w ………………………………………….(2-6)

γb = W total

V

Dimana :

25

γb = berat volume tanah basah.

γd = berat volume tanah kering

W = berat tanah

V = volume tanah

w = kadar air

Untuk mendapatkan berat volume kering (γd) maksimum, dari hasil pemadatan

dilaboratorium dibuat grafik pemadatan yang berupa hubungan antara kadar air (w) dan

berat volume kering (γd). Pada pemadatan dilaboratorium nilai γd maksimum diperoleh

dari pemadatan dengan kadar air optimum (wopt).

Secara teoritis berat volume kering (γd) maksimum suatu tanah pada kadar air tertentu

dengan pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali (Zero Air Void) dapat

dirumuskan :

γzav = Gs x γw

1+w.Gs ....................................................................... (2-7)

Dimana :

γzav = berat volume pada kondisi ZAV

γw = berat volume air

Gs = berat jenis butiran tanah sampel

e = angka pori

Hubungan antara kadar air dan berat volume kering γd pada proses pemadatan dapat

dilihat pada Gambar 2.9. Dalam keadaan bagaimanapun kurva pemadatan tidak mungkin

memotong kurva Zero Air Void (ZAV).

26

Gambar 2.9. Grafik hubungan kadar air (w %) dan berat volume kering (d,gr/cm3)

27

Gambar 2.10. Alat Uji Proktor Standar

2. Uji Proctor Modifikasi

- Tanah dipadatkan dalam tabung silinder

- Spesifikasi alat pemadat dan percobaan

Palu = 4,5 kg (10 lb)

Tinggi jatuh= 1,5 ft

Jumlah lapisan = 5 lapis

Jumlah tumbukan/lapis = 25

Energi Pemadatan = 2693 kJ/m3

Jenis tanah = lewat saringan no. 4

Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda

Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat

volumenya

- Peraturan acuan :

AASHTO T 180

ASTM D 1557

28

Gambar 2.12.Pengaruh Energi Pemadatan

29

Gambar 2.13. Kurva Pemadatan dengan Energi Berbeda

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

30

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

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.

31

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

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

dapat dilihat pada Table 2.5. Benda uji yang digunakan dalam percobaan ini bias tanah asli

maupu tanah pada buatan dengan tinggi 2 sampai 3 kali diameternya.

32

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)

Table 2.5.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

33

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.

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 :

34

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

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.

35

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 Stabilia

Bahan Stabilia merupakan bahan kimia yang berbentuk cair dan larut dalam air

(PT. Olah Bumi Mandiri,1994). Sabilisasi tanah dengan Stabilia terdiri atas Stabilia-01

sebagai super Floculant dan Stabilia-02 yang berfungsi sebagai cross-link agent. Bahan

Stabilia-01 berbentuk sangat kental seperti gel tidak berwarna, sedangkan bahan Stabilia-

02 berwarna kuning muda dan sedikit kental.

Fungsi dan mekanisme kerja dari Stabilia adalah sebagai berikut :

1. Stabilia-01 menonrekifkan partikel tanah dan membuat jaringan untuk mengikat

partikel tanah tersebut menjadi agregat.

2. Mereaktifkan agregat tanah sehingga siap diikat menjadi gumpalan yang lebih

besar dan stabil.

3. Stabilia-02 mengikat air disekeliling partikel tanah mencapai kondisi ideal

sehingga menurunkan sensitifitasnya terhadap air.

4. Secara bersamaan Stabilia-02 juga membenuk jala-jala tulangan yang mengikat

kuat agregat tanah pada proses kompaksi.

5. Partikel yang telah distabilisasi diubah secara kimiawi menjadi ikatan partikel yang

stabil dan kedap terhadap air, sehingga akan meningkatkan daya dukung tanah

tersebut.

36

Jadi bahan Stabilia ini potensial sekali sebagai bahan stabilisasi tanah yang baik.

Terlebih lagi bahwa bahan Stabilia ini merupakan satu-satunya bahan produk “Made in

Indonesia” sendiri. Semua bahan kimia lainnya untuk stabilisasi tanah adalah buatan luar

negeri, seperti misalnya DUSTEX, GEOSTA, BASE SEAL, CONSOLID +

CONVERSEX, RRP ASPAL, EMULSI . Jadi harga Stabilia relative sangat murah

dibandingkan dengan produk-produk jenis lainnya.

Akan tetapi, karena bahan Stabilia ini masih baru dipasarkan, penelitian tentang bahan

Stabilia ini juga masih sangat kurang. Pratama (1995) memberikan satu-satunya hasil

penelitian tentang Stabilia ini yang intinya menunjukkan penurunan harga PI dengan

kenaikan kadar Stabilia, serta besarnya pengaruh perubahan kadar air dengan kedalaman

lapisan akibat genangan air (perendaman) diatas permukaan benda diujinya. Pratama

(1995) melakukan pencampuran dengan Stabilia sampai dengan kadar 0,5% dan

didapatkan penurunan LL (Liquid Limit = Batas Cair) relative sedikit, yakni dari sekitar

50% menjadi sekitar 44% untuk kadar Stabilia 0,5%. Pada kadar yang sama kadar PI (=

Plasticity Index) tanah berkurang dari sekitar 26 menjadi sekitar 22, semuanya untuk masa

pemeraman 28 hari. Untuk pengujian kokoh tekan pada tanah yang dipadatkan dengan

Modified Proctor, pencanpuran dengan bahan Stabilia memberikan kenaikan yang cukup

berarti, jauh diatas harga yang dihasilkan oleh bahan-bahan stabilisasi kimia lainnya,

produk luar negeri, seperti DUSTEX dan BASE SEAL. Kalau bahan kimia lain praktis

tidak memberikan kenaikan kokoh tekan yang berarti, tetapi bahan Stabilia memberikan

kenaikan antara 2 sampai 3 kali lipat kokoh tekan tanah aslinya (kenaikan terbesar untuk

kadar Stabilia 0,5 % dan lama pemeraman 28 hari).

Dari hasil perendaman benda uji tanah di dalam air selama 24 jam oleh Pratama (1995)

dapat disimpulkan bahwa pencampuran dengan bahan Stabilisasi dapat mengurangi besar

swelling secara cukup berarti, dan Stabilia menghasilkan nilai swelling rata-rata yang

terkecil bila dibandingkan dengan DUSTEX maupun BASE SEAL. Juga lapisan tanah

setelah distabilisasi menjadi lebih kedap terhadap air, dengan tebal penetrasi/pengaruh air

setelah perendaman 24 jam adalah antara 1 ½ sampai 3 cm.

Tetapi hasil dari Pratama (1995) masih dianggap sangat kurang antara lain tentang

kadar bahan optimal, dan kenaikan kekuatan tanah dengan adanya bahan Stabilia. Masih

perlu studi dengan kelanjutan dengan jumlah sample yang lebih banyak agar didapatkan

37

sifat-sifat dan kriteria pencampuran dengan bahan Stabilia yang perlu bagi perencanaan di

lapangan. Suatu penelitian yang komprehensif diharapkan dapat memberikan jawaban atas

masalah-masalah tersebut di atas.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Umum

Karena semua lokasi di Desa Pejaten mempunyai jenis tanah yang sama maka lokasi

pengambilan sampel tanah telah dianggap dapat mewakili jenis tanah Desa Pejaten secara

keseluruhan. Pengambilan sampel tanah ini dilakukan sampai dengan kedalaman 1,50

meter. Karena untuk subgrade konstruksi jalan berada pada kedalaman 50-100 cm (Silvia

Sukirman, 1992, hal.14). di mana sampel yang diambil ada dua (2) jenis yaitu sampel

tanah asli atau tidak terganggu (undisturb sample) dan sampel tanah yang terganggu

(disturbed sample).

3.2. Tahapan Penelitian.

Dalam penyelesaian penelitian ini ada beberapa tahapan kegiatan yang dilakukan

untuk dapat mencapai sasaran tujuan yang diinginkan. Dari persiapan proses awal sampai

dalam penyusunan laporan memerlukan waktu yang cukup panjang sampai terbentuknya

suatu karya tulis ilmiah.

3.2.1 Studi Literatur

38

Studi literature bertujuan untuk mengkaji hubungan antara variable-variabel yang

akan diteliti dengan mempelajari teori-teori yang ada. Dari studi literatur akan dapat

ditarik kesimpulan yang bersifat sementara.

Pengumpulan materi berupa literature-literatur yang digunakan sebagai

pedoman/acuan maupun masukan dalam penyusunan , meliputi dua tahap yaitu :

a. Pengumpulan literature-literatur pada waktu penyusunan proposal

b. Pengumpulan literature-literatur pada waktu penyelesaian penelitian.

Dalam hal ini beberapa literature didapat dari Perpustakaan Fakultas Teknik

Universitas Udayana, Perpustakaan Universitas Udayana, Instansi Pemerintah

(Departemen Pekerjaan Umum), beberapa sumber lainnya.

3.2.2 Observasi Lapangan

Pemilihan lokasi yang dipakai sebagai tempat untuk pengambilan sampel,

dilakukan melalui pengamatan sampel dengan beberapa pertimbangan. Setelah ditentukan

suatu lokasi yang pasti sebagai tempat pengambilan sampel, kemudian dilanjutkan

observasi dan pengamatan lapangan pada setiap lokasi. Hal ini bertujuan untuk dapat

menentukan suatu titik pengambilan sampel tanah yang dapat mewakili kondisi umum di

lokasi tersebut secara keseluruhan.

3.2.3. Waktu Penelitian di Laboratorium

Setelah tanah dalam jumlah tertentudiperoleh dilapangan, selanjutnya dilakukan

pengujian dilaboratorium. Pengujian benda uji meliputi :

a. Pengujian Kadar Air (w)

b. Berat Jenis Spesifik (Gs)

c. Berat Volume Tanah Basah (b)

d. Berat Volume Tanah Kering (d)

e. Gradasi Butiran Tanah (Analisa Saringan dan Analisa Hidrometer)

f. Batas- batas Atterberg.

g. Tes Pemadatan

h. CBR

i. Tes Kuat Tekan Bebas (UCT)

39

Percobaan dalam penelitian ini dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3.2.4 Waktu Penyusunan Laporan

Setelah selesai dalam penelitan di laboratorium dan terkumpulnya data-data yang

diperlukan, baik yang diperoleh dari observasi lapangan maupun penelitan laboratorium,

dilanjutkan dengan penyusunan laporan. Penyusunan laporan dimulai dengan mengolah

data yang didapat, menulis laporan sampai pada proses penjilidan laporan.

3.3 Pemilihan lokasi dan Pengambilan Sampel

3.3.1 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

Dalam pengumpulan data yang diperlukan, dilakukan penelitian melalui percobaan-

percobaan di laboratorium sesuai dengan sampel yang dipakai. Sedangkan 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 .Disampng faktor lain yang mendukung adalah

berdasarkan pengamatan langsung secara visual di lapangan, dimana pada ruas-ruas jalan

yang ada di Desa Pejaten banyak yang bergelombang, retak-retak dan berlubang.

Berdasarkan data yang ada maka penulis mempunyai asumsi bahwa tanah di Desa Pejaten

mempunyai daya dukung yang rendah bila digunakan sebagai subgrade jalan.

3.3.2.1 Sampel Tanah Asli (Undisturbed Sample)

Contoh tanah asli dapat diambil dengan memakai tabung contoh. Dalam penelitian ini

sampel tanah diambil dengan membuat lubang segi empat dengan ukuran 1,5 m x 1,5 m

40

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)

Sampel tanah tidak asli diperlukan apabila penggunaan tanah memang tidak dalam

keadaaan aslinya, sehingga sedikit usaha-usaha yang diperlukan untuk melindungi struktur

asli dari sampel tersebut.

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.

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

Stabilia

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 Stabilia, dengan prosentase (%) kadar

pencampuran yang bervariasi.

3.4.2.Pembuatan Benda Uji

41

Benda uji dari bahan sampel tanah yang tidak asli (disturbed sample) dibuat dengan

penambahan campuran arang kayu dengan prosentase (%) penambahan campuran

masing-masing : 0%, 0,2%,0,4%, 0,6%, 0,8% dan 1% terhadap berat kering tanah. Di

mana untuk setiap prosentase (%) penambahan Stabilia 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.

Cara pelaksanaan :

Cawan dibersihkan dan ditimbang beratnya.

Sampel yang telah dipersiapkan dikeluarkan dari tabung dan diambil kurang

lebih 100 gram dimasukkan kedalam cawan, kemudian beratnya ditimbang.

Dalam keadaan terbuka cawan yang berisi tanah dioven selama 16-24 jam atau

sampai terjadi berat konstan.

Cawan kemudian didinginkan dalam desikator; setelah dingin kemudian

beratnya ditimbang.

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.

Benda Uji :

Sampel yang akan diselidiki dikeringkan dalam oven selama 24 jam, kemudian

ditumbuk dan disaring dengan saringan No.4

Cara Pelaksanaan :

Piknometer dibersihkan dari kotoran dan dikeringkan kemudian ditimbang.

42

Tanah dengan berat lebih kurang 10 gram dimasukkan kedalam piknometer

kemudian ditimbang.

Piknometer yang berisi air dan tanah direbus untuk mengeluarkan udara yang

terperangkap diantara butir tanah, kemudian didinginkan dalam desikator.

Piknometer ditambah air sampai penuh dan ditutup. Bagian luar piknometer

dikeringkan dengan kain kering kemudian piknometer berisi tanah dan air

ditimbang. Air dalam piknometer diukur suhunya dan dicatat.

Piknometer dikosongkan dan dibersihkan kemudian diisi air sampai penuh dan

ditutup. Diluarnya dikeringkan dengan kain kemudian piknometer yang penuh

air ditimbang.

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.

Persiapan Alat :

Alat Cassagrande yang akan digunakan diperiksa apakah alat dapat bekerja

dengan baik.

Apabila pegangan diputar, mangkok akan terangkat setinggi 1 cm dihitung dari

pegangan pemberat.

Cara Pelaksanaan :

Contoh tanah diletakkan dalam porselen dan dicampur secara merata dengan

air suling kira-kira 15-20 ml.

Contoh tanah yang telah dicampur tadi diletakkan pada cawan Cassagrande

sedemikian rupa sehingga permukaan tanah rata dan dibuat mendatar dengan

43

ujung terdepan tepat pada ujung terbawah mangkok.dengan demikian tebal

tanah bagian terdalam akan setebal 1 cm.

Buat alur lurus pada garis tengah mangkok dengan pembarut (grooving tool),

sehingga terpisah menjadi dua bagian yang simetris.

Dengan bantuan alat pemutar, cawan diangkat dan diturunkan dengan

kecepatan 2 putaran per detik sampai kedua bagian tanah bertemu sepanjang

12,7 mm dan jumlah pukulan yang didapat dicatat.

Sebagaian contoh tanah diambil dan diperiksa kadar airnya.

Pada percobaan pertama, jumlah pukulan yang diperlukan antara 30 sampai 40

kali, tambahkan air sedikit demi sedikit dan aduk rata.

Percobaan diatas diulangi beberapa kali sehingga diperoleh 4 buah data

hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan diantara 30 dan 40 pukulan

dengan masing-masing selisihnya hampir sama.

Dari data tersebut dibuat flow curve yang merupakan hubungan antara kadar

air dan jumlah pukulan yang digambarkan dalam sebuah grafik, dimana kadar

air sebagai absis dan jumlah pukulan sebagai ordinat. Tarik garis lurus

penghubung dari titik-titik yang diperoleh. Batas cair tanah adalah kadar air

tanah yang diperoleh pada pemotongan garis penghubung tersebut dengan garis

vertical pada 25 kali pukulan

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.

Cara Pelaksanaan :

Contoh tanah diletakkan pada cawan porselin ditambahkan air sedikit demi

sedikit dan diaduk sampai rata

44

Ambil contoh tanah yang sudah homogen kurang lebih 8 gram dan dibuat

gulungan tanah di atas pelat kaca sampai mencapai batang-batangan dengan

diameter 3 mm. Bila belum mencapai 3 mm sudah putus, maka sampel terlalu

keering sehingga harus dicampur lagi dengan air. Bila telah mencapai 3 mm

tetapi belum menunjukkan retak-retak maka sampel terlalu basah dan perlu

dikeringkan dengan jalan didiamkan atau diaduk-aduk dalam cawan

pencampur.

Contoh tanah yang sudah menunjukkan retak-retak pada diameter 3 mm

menandakan tanah tersebut dalam keadaan plastis.

Ambil contoh taanh tersebut dan periksa kadar airnya.

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 :

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.

Cara Pelaksanaan:

Letak contoh tanah di atas porselin dan diaduk secara merata dengan air

destilasi, sehingga mengisi semua pori-pori tanah dan jangan sampai ada udara

yang terperangkap di dalamnya. Banyaknya air sedemikian sehingga bila benda

uji berupa tanah plastis kadar air lebih 10% dari batas cair, sedangkan bila

45

benda uji berupa tanah kurang plastis buatlah sehingga konsistensi tanah

sedikit di atas batas cair.

Cawan susut dibersihkan dan ditimbang, kemudian tentukan volume cawan

susut dengan cara menaruh cawan dalam mangkok porselin isi dengan air raksa

sampai penuh. Tekan dengan pelat gelas rata di atas permukaan cawan jaga

dengan ada udara terperangkap. Bersihkan air raksa melekat di luar cawan,

pindahkan air raksa pada mangkok lain dan tentukan beratnya. Tentukan

beratnya. Volume cawan sama dengan batas air raksa dibagi berat jenisnya.

Oles tipis bagian dalam cawan dengan vaselin atau pelumas. Isilah cawan

dengan tanah batas yang telah disiapkan kira-kura sepertiga volumenya dan

letakkan ditengahnya. Cawan dipukul-pukulkan pada bidang yang kokoh

sehingga tanah mengisi sudut-sudut cawan. Tambahkan tanah dipukul-pukul

sehingga terisi penuh sampai tepi atas, lalu ratakan dengan pisau perata dan

hapuskan tanah yang melekat diluar cawan sehingga volume tanah sama

dengan volume cawan.

Cawan yang berisi tanah basah kemudian ditimbang, lalu dibiarkan tanah

mengering di udara sampai warnanya berubah dari tua menjadi muda.

Kemudian cawan berisi tanah dimasukkan dalam oven dengan temperature

105o

-110oC selama 24 jam. Dinginkan tanah dalam desikator dan setelah itu

ditimbang.

Tentukan volume tanah kering dengan cara keluarkan tanah kering dari cawan

dan celupkan dalam mangkok gelas yang diisi air raksa sampai melimpah.

Tempatkan mangkok dalam cawan porselin dan tekan tanah dengan pelat gelas

berpaku tiga secara hati-hati diatas mangkok. Pindahkan air raksa yang tumpah

dalam satu mangkok dan tentukan berat air raksa itu. Volume tanah kering

sama dengan berat air raksa dibagi berat jenisnya.

Lakukan percobaan di atas untuk campuran tanah dengan beberapa variasi (%)

kadar penyampur arang kayu yang telah ditentukan.

7. Percobaan Gradasi Butiran (Analisa Ukuran Butir)

Analisa ukuran butir dilakukan dengan dua cara yaitu :

a. Analisa Tanah yang Berbutir Kasar.

46

Tujuan :

Untuk menentukan pembagian tanah dengan memakai saringan.

Benda Uji :

Benda uji diambil dari alat pemisah contoh

Pelaksanaan :

Benda uji yang telah dipersiapkan dioven dengan suhu 1050 – 110

0 atau suhu

kamar sampai beratnya konstan.

Saring benda uji dengan saringan yang telah disusun sesuai dengan ukuran

diatas.

Saringan digoyangkan dengan mesin penggerak selama kurang lebih 15 menit.

Timbang berat tanah yang tertahan diatas masing-masing saringan

Prosentase berat benda uji yang tertahan diatas masing-masing saringa dihitung

terhadap berat total benda uji.

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

Pelaksanaan :

Contoh tanah ditimbang seberat 50 gram, kemudian dicampur air suling yang

telah dicampur dengan Reagen Sodium Hexametaphospate dan didiamkan

lebih kurang 16 jam.

Setelah perendaman campuran dituangkan kedalam mixer dan dikocok selama

kurang lebih 10 menit agar butir-butirnya terpisah.

Setelah pengocokan selesai campuran dituangkan kedalam tabung gelas ukur

dan ditambahkan air suling sampai mencapai 1000 ml. kemudian tutup bagian

atas tabung dengan sumbat kemudian dikocok dengan cara membolak-

balikkannya.

Setelah dikocok 30 detik masukkan tabung kedalam bak perendam yang suhu

airnya telah diatur agar suhunya konstan, kemudian hidrometer dimasukkan

kedalam suspensi dan siapkan stop-watch.

47

Lakukan pembacaan hidrometer pada waktu 15 detik, 30 detik, 30 detik, 1

menit, dan tanpa memindahkan hidrometer.

Setelah pembacaan 2 menit pertama selesai, pindahkan hidrometer kedalam

tabung yang berisi air suling yang telah disiapkan dan dilakukan pembacaan

hidrometer.

Untuk pembacaan selanjutnya, hidrometer dimasukkan tepat sebelum

pembacaan dimulai yang dilakukan pada waktu 5, 15, 30, 60, 120, 240, dan

1440 menit. Catatlah setiap perubahan temperature pada suspensi.

Setelah pembacaan terakhir tuangkan suspensi kedalam saringan No.200 dan

dicuci dengan air sampai air yang lewat saringan jernih, kemudian tanah yang

tertahan diatas saringan No.200 dioven dan dilakukan analisa saringan.

Perhitungan :

Faktor air Higroskopis yaitu perbandingan antara berat contoh tanah yang

dioven dengan berat contoh tanah kering udara yang dihitung terlebih dahulu.

Berat kering oven contoh tanah yang digunakan untuk tes hidrometer dengan

mengalikan berat tanah kering udara dengan factor air Higroskopisnya.

Berat total contoh tanah yang diwakili oleh contoh tanah yang dites dihitung

dengan pembagi berat kering oven contoh tanah dengan prosentase bagian

yang lewat saringan kemudian dikalikan 100.

Prosentase tanah yang tertinggal dalam suspensi dihitung dengan rumus :

P =R x a

Wx 100

Dimana :

P = prosentase berat tanah yang tinggal dalam suspensi

R = pembacaan hidrometer yang telah dikoreksi

W = berat total contoh tanah kering yang diperiksa

a = angka koreksi

Diameter butir tanah dihitung dengan rumus :

D = K L

T

48

Dimana :

K = harga konstanta berdasarkan temperature suspensi dan berat jenis tanah

L = jarak vertikal dari kedalaman dimana berat jenis suspensi diukur yang

dipengaruhi oleh hidometer, ukuran silinder dan berat jenis suspensi

T = waktu pembacaan terhadap waktu mulainya sedimentasi (dalam menit)

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 Stabilia dengan variasi prosentase

penambahan 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, dari berat tanah kering

udara. Kemudian campuran itu disimpan dan dimasukkan kedalam kantong

plastik.

Pelaksanaan :

Tanah dimasukkan dalam sebuah cetakan silinder. Selama percobaan di

laboratorium, cetakan itu dikelem pada sebuah plat dasar dan diatasnya

diberi perpanjangan (juga berbentuk silinder).

Kemudian tanah dicampur air dengan kadar air yang berbeda-beda dan

kemudian dipadatkan dengan menggunakan penumbuk khusus.

Pemadatan tanah tersebut dilakukan dalam 3 (tiga) lapisan (dengan tebal

tiap lapisan kira-kira 2,5 cm) dan tiap lapisan ditumbuk dengan 25 kali

tumbukan.

Silinder beserta benda ujinya ditimbang beratnya, sehingga didapatkan

berat benda uji dalam keadaan basah.

49

Benda uji didalam silinder dikeluarkan dan diambil bagian bawah, tengah,

dan bagian atas untuk dicari kadar airnya. Kadar air yang digunakan dalam

perhitungan adalah kadar air rata-rata dari ketiganya.

Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda

Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat

volumenya

Untuk setiap percobaan , berat volume basah, γb dari tanah yang dipadatkan

tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

γb = W

V

Dimana :

W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan

V = volume cetakan

Bila kadar air tersebut diketahui, berat volume kering γd dari tanah tersebut

dapat dihitung sebagai berikut :

γd = Wkering

V =

γb

1+w

Dimana :

γb = berat volume tanah basah.

γd = berat volume tanah kering

W = berat tanah

V = volume tanah

w = kadar air

Untuk mendapatkan berat volume kering (γd) maksimum, dari hasil

pemadatan dilaboratorium dibuat grafik pemadatan yang berupa grafik

hubungan antara kadar air (w) dan berat volume kering (γd). Dari

pemadatan dilaboratorium nilai γd maksimum dan kadar air optimum (wopt)

didapat.

50

Secara teoritis berat volume kering (γd) maksimum suatu tanah pada

kadar air tertentu dengan pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali

(Zero Air Void) dapat dirumuskan :

γzav = Gs x γw

1+w.Gs

Dimana :

γzav = berat volume pada kondisi ZAV

γw = berat volume air

Gs = berat jenis butiran tanah sampel

e = angka pori

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.

Pelaksanaan :

Benda uji ditimbang kemudian diletakkan pada mesin tekan bebas secara

centris

Jarum arloji tegangan dan arloji regangan diatur pada angka nol

Pembacaan beban dilakukan pada regangan (0,5-2)% per menit

Percobaan ini dapat dilakukan terus sampai benda uji mengalami

keruntuhan, keruntuhan ini dapat dilihat dari makin kecilnya

bebanwalaupun regangan semakin besar

Jika regangan mencapai 20% tetapi benda uji belum runtuh maka pekerjaan

dihentikan

3. Percobaan Penentuan nilai CBR Tanah

51

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.

Pelaksanaan :

Mol dipasang pada keping alas dan ditimbang beratnya (disiapkan tiga

buah mold).

Piringan pemisah dipasang di atas plat dasar dan di atasnya diletakkan

kertas filter

Bahan dipadatkan didalam cetakan sesuai dengan daya pemadatan yang

diberikan pada percobaan pemadatan yaitu sebanyak lapisan dengan jumlah

tumbukkan sebagai berikut :

Mold I : 10 tumbukan

Mold II : 25 tumbukan

Mold III : 56 tumbukan

Pemeriksaan kadar airnya dengan mengambil sampel yang telah dipadatkan

Pelat penyambung dilepaskan dan sisa benda uji diratakan dengan pisau

perata. Lubang-lubang yang mungkin terjadi ditambal dan kemudian

piringan pemisah dikeluarkan, mold dibalik serta dipasang kembali pada

keeping alas dan ditimbang beratnya.

Pelat pengembang dipasang di atas kertas filter kemudian keping beban

seberat 4,5 kg atau sesuai dengan keadaan bebas perkerasan dipasnag.

Mold beserta beban direndam didalam bak bak perendaman yang diisi air

sehingga air dapat meresap bebas dari bawah maupun dari atas. Kemudian

dipasang tripod dan perlengkapan untuk pembacaan pengembangan dan

dicatat pembacaan awal pada arloji ukur. Biarkan benda uji dalam keadaan

terendam untuk mengembang selama 96 jam dan selama itu permukaan air

harus dibuat tetap. Catatlah pengembangan atau perubahan pembacaan

arloji ukur pada waktu 0, 1, 2, 4. 8, 12, 24, 36, 72, 96 jam..

52

Setelah 96 jam ambilah tripod pemegang arloji ukur dan dikeluarkan

silinder dari air. Tiriskan selama kurang lebih 15 menit agar air di dalam

tanah mengalir kemudian timbang dan catat berat benda uji beserta silinder.

Prosedur penetrasi :

Pertama-tama letakkan keping beban di atas benda uji untuk mencegah

mengembangnya benda uji pada bagian lubang keping pemberat. Kemudian

mold ditempatkan pada mesin penetrasi dan aturlah piston penetrasi agar

menempel pada benda uji tepat ditengah-tengah (pada lubang keping

beban).

Penetrasi diatur pada permukaan benda uji sehingga arloji beban

menunjukkan beban permukaan sebesar 4,5 kg, kemudian kedua arloji

dinolkan. Beban awal ini diperlukan untuk membuat kedudukan yang tepat

dari piston.

Keping beban ditambahkan untuk menghasilkan beban yang sama dengan

yang diberikan pada saat perendaman. Beban diberikan dengan kecepatan

penetrasi 1,27 mm per menit.

Pencatatan pembacaan arloji dilakukan pada penetrasi sebagai berikut :

0,64 mm (0,025 in) 4,4 mm (0,175 in)

1,27 mm (0,050 in) 5,0 mm (0,200 in)

1,90 mm (0,075 in) 6,4 mm (0,250 in)

2,50 mm (0,100 in) 7,5 mm (0,300 in)

3,20 mm (0,125 in) 10,5 mm (0,400 in)

3,80 mm (0,150 in) 12,7 mm (0,500 in)

Beban dilepaskan dan mold diangkat, benda uji dikeluarkan dari silinder

dan ambilah bagian atas, tengah dan bawah benda uji untuk diperiksa kadar

airnya.

Setelah tes penetrasi dilakukan, didapat beban penetrasi (berdasarkan

kalibrasi proving ring). Dari hubungan beban dan penetrasi ini dapat dibuat

suatu kurva hubungan beban dan penetrasi di dalam kertas millimeter blok.

Untuk mendapatkan beban penetrasi yang mendekati sebenarnya, titik nol

pada kurva yang didapat perlu dikoreksi bila garis kurvanya kurang bagus.

Kemudian pembacaan dimulai dari nol yang sudah dikoreksi.

53

Perhitungan nilai CBR ditentukan dari nilai beban yang sudah dikoreksi

pada penetrasi 2,5 mm (0,1 in) dan 5 mm (0,2). Nilai beban ini dibagi

dengan beban standar 6,98 Mpa (1000 psi) dan 10,34 Mpa (1500 psi).

Masing-masing perbandingan ini dikalikan dengan 100 untuk mendapatkan

nilai CBR dalam persen. Nilai CBR yang dipilih adalah nilai CBR pada

penetrasi 2,5 mm (0,1 in). Jika nilai CBR pada penetrasi 5 mm (0,2 in)

lebih besar, maka percobaan harus diulangi dan bila ternyata pada

pengulangan mendapatkan hasil yang sama maka nilai CBR pada penetrasi

5 mm (0.2 in) harus digunakan.

54

Gambar 3.1. Diagram Kerangka Tahapan Penelitian

GAGASAN

(IDE)

JUDUL :

PENGGUNAAN BAHAN STABILIA UNTUK MENINGKATKAN DAYA DUKUNG LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DI DESA

PEJATEN

STUDI

LITERATUR

OBSERVASI

LAPANGAN

PENGAMBILAN

CONTOH TANAH

PEKERJAAN

LABORATORIUM

ANALISA DATA

KESIMPULAN

DAN SARAN

55

Gambar 3.2. Diagram Kerangka Analisa Penelitian

PERSIAPAN

PENGAMBILAN CONTOH

TANAH (SAMPEL)

PEMERIKSAAN

- GRADASI BUTIRAN TANAH

- BERAT JENIS (Gs)

- KADAR AIR (w)

- BERAT VOLUME TANAH BASAH (b)

- KONSISTENSI ATTERBERG

- UJI PEMADATAN

- CBR

- UCT

STABILIA

PENCAMPURAN

(MIXING)

PROSENTASE CAMPURAN

0%,0,2%, 0,4%,0,6%,0,8%, 10%

PEMERIKSAAN

- BERAT JENIS (Gs)

- KONSISTENSI ATTERBERG

- KADAR AIR

- BERAT VOLUME TANAH

- UJI PEMADATAN STANDAR

- UJI CBR

- UJI UCT

HASIL

ANALISA

KESIMPULAN

56

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Sifat Fisik dan Mekanis Tanah

Karakteristik teknis yang dimiliki tanah asli dan tanah dengan campuran Stabilia,

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.

57

Table 4.1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Tanah

No PARAMETER

TANAH

TANAH

ASLI

SAMPEL TANAH

LEMPUNG PEJATEN + STABILIA

0% 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0%

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

58

Berdasarkan dari hasil penelitian yang diperoleh (Tabel 4.1), di mana akibat dari

penambahan Stabilia,terhadap tanah lempung Pejaten, kadar air yang didapat cenderung

menurun/mengecil dari kadar air tanah aslinya. Ini berarti apabila jenis tanah Pejaten

distabilisasi dengan Stabilia, 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 Stabilia, terlihat bahwa angka pori (e) dan

volume pori (n)-nya menurun dari nilai (e),dan (n) tanah aslinya. Berarti tanah Pejaten

setelah dicampur dengan Stabilia, tanahnya menjadi lebih padat karena air yang mengisi

pori-pori tanah telah didorong keluar oleh mineral dari Stabilia. Dan pori-pori itu sekarang

diisi oleh mineral campuran tersebut, sehingga volume porinya menjadi berkurang.

4.1.1.3 Pengaruh Penambahan Campuran Stabilia, 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 Stabilia, berat

jenis tanahnya cenderung menurun dari berat jenis tanah aslinya (Tabel 4.1). Berat jenis

spesifik (Gs)-nya menurun sejalan dengan bertambahnya kandungan campuran Stabilia,

hal ini terjadi karena Stabilia,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 lempung itu sendiri

sehingga akan mengakibatkan berkurangnya nilai berat jenis tanah itu sendiri.

59

4.1.1.4 Pengaruh Penambahan Stabilia terhadap Nilai-nilai Konsistensi Atterberg

Tanah Pejaten

Penambahan prosentase Stabilia,terhadap tanah lempung akan menyebabkan

terjadinya ikatan antar partikel tanah lempung dengan partikel Stabilia, sehingga pori-pori

tanah akan terisi atau tertutup oleh partikel Stabilia, 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 Stabilia. Ini berarti

bahan Stabilia 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%.

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

60

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 :

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

61

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 Stabilia 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

62

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

Stabiliadengan 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 arang kayu dapat meningkatkan tingkat kepadatan tanah, hal ini

disebabkan karena partikel-partikel tanah terikat satu sama lainnya akibat adanya Stabilia

sehingga terbentuk suatu kesatuan tanah yang lebih padat.

4.2.2.Pengaruh Penambahan Stabilia 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 arang kayu 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 Stabilia pada tanah, dimana nilai

CBR akan meningkat dengan bertambahnya kadar campuran Stabilia. Disamping itu

menigkatnya nilai CBR tanah adalah akibat dari energi atau jumlah pukulan pada

pemadatan yang lebih tinggi, artinya nilai CBR semakin tinggi dengan menambahnya

energi pukulan. Pada dasarnya daya dukung tanah ditentukan oleh kekuatan gesernya.

63

Makin padat tanah maka kekuatan geser tanah semakin tinggi, sehingga daya dukung

tanah akan makin bertambah pula.

Meningkatnya nilai CBR akibat naiknya prosentase campuran Stabilia, hal ni

disebabkan karena partikel-partikel tanah terikat antara satu dengan yang lainnya akibat

adanya Stabilia,sehingga terbentuk satu kesatuan tanah yang lebih kuat. Nilai CBR terus

bertambah sampai pada kadar Stabilia 6%, kemudian nilai CBR menurun sampai kadar

campuran 1,0% Stabilia,. Hal ini disebabkan karena pemakaian Stabilia 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

stabilia 0% dengan (95% x 𝛄d.max), diperoleh nilai CBR designnya yaitu 4,50%.

Sedangkan pada tanah dengan penambahan prosentase stabilia yang optimum (6%

stabilia) dengan (95%x 𝛄d.max) diperoleh nilai CBR design adalah 7,4%.

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 stabilia. Data-data hasil perhitungan dan

64

grafik selengkapnya dapat dilihat pada Table 4.1. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa

dengan penambahan prosentase campuran stabilia sampai pada kadar 6%, 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

1% stabilia.

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 stabilia 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 denga stabilia. Dan terus mengalami peningkatan mengikuti peningkatan

prosentase bahan campuran. Penambahan prosentase campuran tabilia dapat

meningkatkan berat volume kering (d) tanah dan menurunkan kadar air optimum

(wopt). Ini berarti antara tanah dengan campuran stabilia terjadi proses sementasi yang

65

menyebabkan tanah menjadi lebih padat. Berat volume kering maksimum (dmaks) yang

didapatkan pada campuran stabilia 6% adalah sebesar 1,360 gr/cm3

dengan kadar air

optimum (wopt) sebesar 19%.

2. Pada test CBR, dengan penambahan kadar campuran stabilia 6% 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 stabilia mencapai peningkatan dengan puncaknya pada kadar campuran

arang kayu 6%, yaitu sebesar 3,8 kg/cm2.Jadi untuk mencapai nilai-nilai karakteristik

tanah yang optimal diperlukan penambahan stabilia sebesar 6% dari berat kering tanah

lempung Pejaten, Tabanan.

66

5.2 Saran-Saran

Berkaitan dengan penelitian yang penulis lakukan mengenai tanah Pejaten yang

distabilisasi dengan stabilia, penulis sarankan :

1. Untuk penelitian selanjutnya yang berhubungan dengan stabilisasi tanah

dengan menggunakan bahan stabilia agar dilakukan penelitian terhadap

komposisi kimia bahan stabilia 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 stabilia terhadap penurunan lapisan tanah (consolidation

Settlement).

67

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.