18

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDalam membangun suatu jalan, tanah dasar merupakan bagian yang sangat penting, karena tanah dasar akan mendukung seluruh beban lalu lintas/beban konstruksi dari atas. Jika tanah dasar berupa tanah lempung yang mempunyai daya dukung tanah rendah dan kembang susut tinggi, maka konstruksi sering mengalami kerusakan yang diakibatkan oleh kondisi tanah. Tanah dengan nilai kembang susut tinggi sangat berpengaruh terhadap perilaku fisis dan mekanis tanah.Tanah lempung ekspansif adalah lempung yang mempunyai sifat kembang susut yang cukup tinggi akibat perubahan kadar air. Tanah lempung ini sering menimbulkan kerusakan bangunan dan perkerasan jalan di atasnya sehingga perlu mendapatkan penanganan agar tidak menimbulkan masalah pada konstruksi di atasnya, salah satu cara efektif adalah dengan penambahan pasir. Pasir merupakan agregat alami yang bersal dari letusan gunung berapi, sungai dalam tanah dan pantai oleh karena itu pasir dapat digolongkan dalam tiga macam yaitu pasir galian, pasir laut dan pasir sungai. Dipilihnya pasir (sand) sebagai material tambahan karena mempunyai sifat yang dapat meredam dan meratakan pengembangan yang disertai dengan tekanan dari lempung ekspansif. Pasir yang digunakan adalah pasir sungai pada umumnya yang terdapat di pasaran. Hal demikian sering kita lihat pada pemberian tambahan pasir di bawah pondasi batu kali atau di bawah lantai kerja pondasi setempat maupun pondasi menerus.

1.2 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui karakteristik fisik dan mekanis tanah lempung sebelum dan sesudah di stabilisasi.2. Mengetahui pengaruh penambahan pasir terhadap pemadatan (Proctor Standard), CBR rendaman, CBR tidak rendaman dan potensi pengembangan (Swelling) dan hasil test kuat tekan bebas untuk kondisi sebelum dan sesudah distabilisasi.3. Mengetahui perbedaan stabilitas antara tanah lempung ekspansif dan tanah lempung ekspansif dicampur dengan pasir.4. Mengetahui persentase campuran pasir yang paling optimum sebagai bahan stabilisasi.

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Tinjauan pustakaStabilisasi tanah adalah suatu cara yang digunakan untuk mengubah atau memperbaiki sifat tanah sehingga diharapkan tanah tersebut mutunya dapat lebih baik dan dapat meningkatkan kemampuan daya dukungnya. Dilihat dari mineral pembentuknya, tanah lempung dapat dibagi menjadi lempung ekspansif dan lempung non ekspansif. Tanah lempung ekspansif tersusun dari mineral lempung seperti montmorillonite, kaolinite dan illite yang mengakibatkan tanah ekspansif mempunyai luas permukaan cukup besar dan sangat mudah menyerap air dalam.2.2 Landasan Teori2.2.1 Tanah LempungDas (1993), tanah lempung merupakan tanah yang terdiri dari partikel-partikel tertentu yang menghasilkan sifat plastis apabila kondisi basah. Bowles (1991), mendefinisikan tanah lempung sebagai deposit yang mempunyai partikel berukuran lebih kecil atau sama dengan 0,002 mm dalam jumlah lebih dari 50 %. Hardiyatmo (2006), sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung yaitu antara lain ukuran butiran halus lebih kecil dari 0,002 mm, permeabilitas rendah, kenaikan air kapiler tinggi, bersifat sangat kohesif, kadar kembang susut tinggi dan proses konsolidasi lambat.2.2.2 Lempung dan Mineral PenyusunnyaMineral lempung merupakan hasil pelapukan tanah akibat reaksi kimia yang berupa susunan kelompok partikel berukuran koloid dengan diameter butiran lebih kecil dari 0,002 mm. Di antaranya terdiri dari kelompok-kelompok kaolinite, montmorillonite, dan illite.Kaolinite merupakan mineral dari kelompok kaolin, terdiri dari susunan satu lembar silika tetrahedral dengan lembaran aluminium oktahedra, dengan suatu susunan setebal 7,2 Ao (1 Amstrong = 10-10 m). Kedua lembaran terikat bersama-sama, sedemikian rupa sehingga ujung dari lembaran silikat dan satu dari lembaran oktahedra membentuk sebuah satu lembaran tunggal.Montmorillonite, disebut juga dengan smectite, adalah mineral yang dibentuk oleh dua lembaran silika dan satu lembaran aluminium (gibbsite). Lembaran oktahedra terletak di antara dua lembaran silika dengan ujung tetrahedral tercampur dengan hidroksil dari lembaran oktahedra untuk membentuk satu lapisan tunggal. Dalam lembaran oktahedra terdapat substitusi parsial aluminium oleh magnesium.Illite adalah bentuk mineral lempung yang terdiri dari mineral-mineral kelompok illite. Bentuk susunan dasarnya terdiri dari sebuah lembaran aliminium oktahedra yang terikat di antara dua lembaran silika tetrahedra. Dalam lembaran oktahedra, terdapat substitusi parsial oleh magnesium dan besi, dan dalam lembaran tetrahedral terdapat pula substitusi silikon oleh aluminium.2.2.3 Pengaruh Air pada Tanah LempungAir sangat mempengaruhi sifat tanah lempung, karena butiran dari tanah lempung sangat halus, sehingga luas permukaan spesifikasinya menjadi lebih besar. Dalam suatu partikel lempung yang ideal, muatan positif dan negatif berada dalam posisi seimbang, selanjutnya terjadi subtitusi isomorf dan kontinuitas perpecahan susunannya, sehingga terjadi muatan negatif pada permukaan partikel kristal lempung. Salah satu cara untuk mengimbangi muatan negatif, partikel tanah lempung menarik muatan positif (kation) dari garam yang ada di dalam air porinya, hal ini disebut dengan pertukaran ion-ion.

Gambar 2.1 Kation dan Anion pada partikel lempung (Das,1993)

2.2.4 Karakteristik Lempung EkspansifLempung ekspansif adalah tanah yang mempunyai sifat kembang susut yang besar, sifat kembang susut ini sangat dipengaruhi oleh kandungan air yang ada di dalam tanah tersebut. Jika kandungan airnya banyak maka tanah tersebut akan mengembang dan kekuatan daya dukungnya akan berkurang demikian sebaliknya jika kadar airnya berkurang atau kering maka tanah itu akan menyusut dan mengakibatkan tanah pecah pecah di permukaannya sedangkan daya dukungnya akan meningkat.Untuk konstruksi seperti jalan raya, kondisi ini akan sangat menimbulkan masalah, perkerasan akan retak, turun, bergelombang, bahkan bisa sampai patah jika tipe perkerasannya kaku (Rigid Pavement). Perilaku dan sifat-sifat lempung sangat bergantung pada komposisi mineral-mineralnya, unsur-unsur kimianya, tekstur lempung, dan partikel-partikelnya serta pengaruh lingkungan di sekitarnya. Untuk memahami sifat dan perilaku lempung diperlukan pengetahuan tentang tanah lempung ekspansif dan mineral lempung. Mineral utama pembentuk tanah lempung adalah Montmorilonite, Illite, dan Kaolinite. Ketiga mineral tersebut membentuk kristal Hidro Aluminium Silikat(Al2 O3 n Si O2 kH2O), namun demikian ketiga mineral tersebut mempunyai sifatdan struktur dalam yang berbeda satu dengan lainnya, yaitu :a. Mineral Montmorilonite, mempunyai sifat pengembangan yang sangat tinggi, sehingga tanah lempung yang mengandung mineral ini akan mempunyai potensi pengembangan yang sangat tinggi.b. Mineral Illite, mineral ini mempunyai sifat pengembangan yang sedang sampai tinggi, sehingga material lempung yang mengandung mineral ini mempunyai sifat pengembangan yang medium.c.Mineral Kaolinite, mempunyai ukuran partikel yang lebih besar dan mempunyai sifat pengembangan yang lebih kecil.

2.3 Sifat-Sifat Mekanik Tanah2.3.1 Pemadatan TanahPemadatan adalah proses naiknya kerapatan tanah dengan memperkecil jarak antar partikel, sehingga terjadi reduksi volume udara, umumnya makin tinggi derajat kepadatan makin tinggi kekuatan geser dan makin rendah kompresibilitas tanah. Pemadatan berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah sehingga dapat meningkatkan daya dukung pondasi diatasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah dan meningkatkan kemantapan lereng timbun.Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air dalam tanah (pada saat dipadatkan) meningkat. Pada saat kadar air (w) = 0, berat volume basah dari tanah () adalah sama dengan berat volume keringnya (d)=d(w=0) = 1 (2-1)Kadar air mempunyai pengaruh yang besar terhadap tingkat kepadatan yang dapat dicapai oleh suatu tanah. Di samping kadar air, faktor-faktor lain juga mempengaruhi pemadatan adalah jenis tanah dan usaha-usaha pemadatan. Jika 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, adanya penambahan kadar air cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan oleh karena air tersebut menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang sebenarnya dapat ditempati oleh partikel-partikel padat dari tanah. Kadar air di mana harga berat volume kering maksimum tanah dicapai disebut kadar air optimum. 2.3.2 Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)Pengujian tekan bebas termasuk hal yang khusus dari pengujian triaksial unconsolidated-undrained (tanpa terkonsolidasi tanpa drainase). Kondisi pembebanannya sama dengan yang terjadi pada pengujian triaksial, hanya tekanan selnya nol (3 = 0). 1 = 3 + f = f = qu (2-2)dengan qu adalah kuat tekan bebas (unconfined compression strength). Secara teoritis, nilai dari f pada lempung jenuh seharusnya sama seperti yang diperoleh dari pengujian-pengujian triaksial unconsolidated-undrained dengan benda uji yang sama. Jadi,

su=cu= (2-3)2.3.3 California Bearing Ratio (CBR)Nilai CBR adalah rasio dari gaya perlawanan penetrasi (Penetration Resistance) dari tanah terhadap penetrasi sebuah piston yang ditekan secara kontinu dengan gaya perlawanan penetrasi serupa pada contoh tanah standard berupa batu pecah di California. Rasio tersebut diambil pada penetrasi 2,5 dan 5,0 mm (0,1 dan 0,2 in) dengan ketentuan angka tertinggi yang digunakan.CBR = x 100% (2-4)

2.3.4 Potensi Pengembangan dari Pengujian CBRUji pengembangan (Swelling) merupakan kelanjutan dari uji CBR. Sample yang telah diuji CBR, dipasang arloji untuk mengukur swelling kemudian di rendam dalam bak air selama 96 jam. Setelah 96 jam, arloji dibaca lagi sehingga akan diketahui seberapa besar pengembangan yang terjadi. Swelling dihitung sebagai persentase pengembangan terhadap tinggi sampel awal.Penambahan air dalam tanah berbutir halus akan mengakibatkan terjadinya perubahan volume tanah. Nilai pengembangan yang terjadi dapat dihitung menurut hubungan berikut ini. Pengembangan = x 100 % (2-5)

2.4 Lapis Tanah Dasar ( Subgrade )Lapisan tanah dasar adalah lapisan tanah yang berfungsi sebagai tempat perletakan lapis perkerasan dan mendukung konstruksi perkerasan jalan diatasnya. Menurut Spesifikasi, tanah dasar adalah lapisan paling atas dari timbunan badan jalan setebal 30 cm, yang mempunyai persyaratan tertentu sesuai fungsinya, yaitu yang berkenaan dengan kepadatan dan daya dukungnya (CBR).Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya baik, atau tanah urugan yang didatangkan dari tempat lain atau tanah yang distabilisasi dan lain lain.Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat tergantung dari sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar.Umumnya persoalan yang menyangkut tanah dasar adalah sebagai berikut : Perubahan bentuk tetap (deformasi permanen) akibat beban lalu lintas. Sifat mengembang dan menyusutnya tanah akibat perubahan kadar air. Daya dukung tanah yang tidak merata akibat adanya perbedaan sifat-sifat tanah pada lokasi yang berdekatan atau akibat kesalahan pelaksanaan misalnya kepadatan yang kurang baik.2.5 Stabilisasi Tanah2.5.1 Konsep Umum Stabilisasi TanahStabilisasi Tanah merupakan usaha perbaikan kualitas tanah yang tidak atau kurang baik. Tujuan utama yang akan dicapai dari stabilisasi tanah itu sendiri adalah meningkatkan kemampuan daya dukung tanah dalam menahan beban serta untuk meningkatkan kestabilan tanah.Hardiyatmo (2010), menyatakan stabilisasi tanah dibagi menjadi dua, yaitu :1. Stabilisasi mekanis atau stabilisasi mekanikal dilakukan dengan cara mencampur atau mengaduk dua macam tanah atau lebih yang bergradasi berbeda untuk memperoleh material yang memenuhi syarat kekuatan tertentu. Pencampuran tanah ini dapat dilakukan di lokasi proyek, di pabrik atau di tempat pengambilan bahan timbunan (borrow area). Material yang dicampur ini, kemudian dihamparkan dan dipadatkan di lokasi proyek. Stabilisasi mekanis juga dapat dilakukan dengan cara menggali tanah buruk di tempat dan menggantinya dengan material granuler dari tempat lain. Menurut Lambe (1962) dalam Hardiyatmo (2010), stabilisasi mekanis merupakan suatu prosen yang menyankut dua cara perubahan sifat-sifat tanah :a. Penyusunan kembali partikel-partikel tanah, seperti contohnya pencampuran beberapa lapisan tanah, pembentukan kembali tanah yang telah terganggu, dan pemadatan.b. Penambahan atau penyingkiran partikel-partikel tanah. Sifat-sifat tanah tertentu dapat diubah dengan menambah atau menyingkirkan sebagian fraksi tanah. Biaya yang dikeluarkan untuk pekerjaan menambah atau menyingkirkan ini umumnya sangat lebih rendah dibandingkan dengan metode stabilisasi yang lain. Contohnya, lempung berpasir dicampur dengan kerikil untuk memenuhi daya dukung tanah dasar dari proyek jalan tertentu.2. Stabilisasi dengan bahan tambah (additives) adalah bahan hasil olahan pabrik yang bila ditambahkan ke dalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, seperti: kekuatan, tekstur, kemudian dikerjakan (workability) dan plastisitas. Contoh-contoh bahan tambah adalah: kapur, semen Portland, abu terbang (fly ash), aspal (bitumen) dan lain-lain. Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering disebut juga stabilisasi kimiawi bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, dengan cara mencampur tanah dengan menggunakan bahan tambah dengan perbandingan tertentu. Perbandingan campuran bergantung pada kualitas campuran yang diinginkan. Jika pencampuran dimaksudkan untuk merubah gradasi dan plastisitas tanah, dan kemudahan dikerjakan, maka hanya memerlukan bahan tambah sedikit. Namun, bila stabilisasi dimaksudkan untuk merubah tanah agar mempunyai kekuatan tinggi, maka diperlukan bahan tambah yang lebih banyak. Material yang telah dicampur dengan bahan tambah ini harus dihamparkan dan dipadatkan dengan baik.

2.5.2 Pasir Pasir merupakan agregat alami yang bersal dari letusan gunung berapi, sungai dalam tanah dan pantai oleh karena itu pasir dapat digolongkan dalam tiga macam yaitu pasir galian, pasir laut dan pasir sungai. Pada konstruksi bahan bangunan pasir digunakan sebagai agregat halus dalam campuran beton, bahan perekat pasangan bata maupun keramik, pasir urug, screed lantai dan lain-lain.Pasir untuk konstruksi dibedakan menjadi dua, yaitu pasir beton dan pasir pasang :1. Pasir BetonPasir beton adalah butiran-butiran mineral keras dan tajam berukuran antara 0,075 5 mm, jika terdapat butiran berukuran lebih kecil dari 0,063 mm tidak lebih dari 5% berat. Pasir beton sering digunakan untuk pekerjaan cor-coran struktur seperti kolom, balok dan pelat lantai.Untuk mendapatkan kekuatan beton yang optimal maka pasir halus dapat memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :a. Pasir beton harus bersih, bila diuji dengan larutan pencuci khusus, tinggi endapan pasir yang kelihatan dibandingkan dengan tinggi seluruh endapan tidak kurang dari 70%.b. Kadar butiran yang lewat ayakan 0,063 mm (kadar lumpur) tidak boleh lebih dari 5% berat.c. Angka kehalusan butir terletak antara 2,2 3,2 bila diuji dengan rangkaian ayakan 0,16 ; 0,315 ; 0,63; 1,25; 2,50; 0,5 dan 10 mm, fraksi yang lewat ayakan 0,3 mm minimal 15% berat.d. Pasir tidak boleh mengandung zat-zat organik yang dapat mengurangi mutu beton. Untuk memeriksanya pasir direndam pada cairan 3% NaOH, cairan di atas endapan tidak boleh lebih gelap dari warna larutan pembanding.e. Kekekalan terhadap larutan Na4SO4 fraksi tidak boleh yang hancur tidak boleh lebih dari 12% berat. Kekekalan terhadap larutan MgSO4; fraksi yang hancur tidak boleh lebih dari 10% berat.f. Untuk beton dengan tingkat keawetan tinggi, reaksi pasir terhadap alkali harus negatif.

2. Pasir PasangBerdasarkan tempat penambangan, maka pasir pasang dibedakan dalam dua jenis sebagai berikut (http://www.forumbebas.com/thread-145579.html) :a. Pasir GunungAdalah pasir yang diperoleh dari hasil galian, butirannya kasar dan tidak terlalu keras. Biasanya pasir jenis ini mengandung Pozolan (jika dicampur dengan kapur padam dan air, setelah beberapan waktu dapat mengeras sehingga membentuk suatu massa padat dalam air).b. Pasir SungaiAdalah pasir yang diperoleh dari sungai yang merupakan hasil gigisan batu-batuan yang keras dan tajam, pasir jenis ini butirannya cukup baik (antara 0,063 mm 5 mm) sehingga merupakan adukan yang baik untuk pekerjaan pasangan.

2.5.3 Karakteristik PasirSecara partikel, ukuran partikel besar dan sama atau seragam, bentuknya bervariasi dari bulat sampai persegi. Bentuk-bentuk yang dihasilkan dari abrasi dan pelarutan adalah sehubungan dengan jarak transportasi sedimen. Perilaku terjadinya massa disebabkan oleh jarak pori di antara butiran masingmasing yang bersentuhan.Mineral pasir yang lebih dominan adalah kwarsa yang pada dasarnya stabil, lemah dan tidak dapat merubah bentuk. Pada suatu saat, pasir dapat meliputi granit, magnetit dan hornblende. Karena perubahan cuaca di mana akan cepat terjadi pelapukan mekanis dan terjadi sedikit pelapukan kimiawi, mungkin akan ditemui mika, feldspar atau gypsum, tergantung pada batuan asal.Secara permeabilitas, pasir merupakan material yang mempunyai permeabilitas tinggi, mudah ditembus air. Kapilaritas pasir dapat dikatakan rendah, sehingga dapat diabaikan. Kekuatan hancur pasir diperoleh dari gesekan antar butiran dan berkenaan dengan kekuatan hancur, perlu diperhatikan bahwa pada pasir lepas sedikit tersementasi dapat menyebabkan keruntuhan struktur tanah.

BAB IIIMETODE PENELITIAN

3.1 Lokasi penelitian Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang dilaksanakan dilaboratorium Geoteknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram. Sampel tanah lempung diambil di Wilayah Desa Penujak Kecamatan Pujut Kabupaten Lombok Tengah. Sampel pasir didapat di Wilayah Dusun Sesaot Lauq, Desa Sesaot, Kecamatan Narmada Provinsi Nusa Tenggara Barat.

3.2 Rancangan penelitian Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut.Tabel 3.1 Kebutuhan benda ujiNo.Campuran Benda UjiJenis PengujianJumlah

TanahPasirGsLLPLSHPCBRPPUCT

110003111611216

29553111611216

390103111611216

485153111611216

580203111611216

Total80

Keterangan :Gs= Berat JenisP= Proctor Standard (Pemadatan)LL= Liquid Limit (batas cair)CBR = California Bearing RatioPL= Plastic Limit (batas plastis)PP = Potensi Pengambangan(Swelling)SH= Saringan HydrometerUCT = Unconfined Compression Test

3.3 Prosedur Penelitian3.3.1 Pengambilan Contoh TanahTanah yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini terdiri dari dua kondisi yakni tanah tak terganggu (undisturb) dan tanah terganggu (disturb) dengan proses pengambilan sebagai berikut :1. Contoh Tanah Tak Terganggu (Undisturb)Contoh tanah tak terganggu diambil dengan adanya usaha-usaha untuk melindungi struktur asli dari tanah.2. Contoh Tanah Terganggu (Disturb)Contoh tanah terganggu (disturb) diambil dengan tanpa adanya usaha-usaha untuk melindungi struktur asli tanah. Tanah disturb digunakan untuk pengujian sifat-sifat fisis tanah.

3.3.2 Pengujian Sifat-sifat Fisik Tanah1. Pengujian Kadar air mengacu pada ASTM D-2216-98.2. Pengujian Berat Jenis Tanah (specific grafity) mengacu pada ASTM D-854-02.3. Pengujian distribusi ukuran butiran (grain size analysis) mengacu pada standar hidrometer ASTM D-422-63 dan analisa saringan ASTM D-421-85.4. Pengujian batas-batas konsistensi (Atterberg limit) mengacu pada ASTM D-4318-00.

3.3.3 Pengujian Sifat-sifat Mekanik Tanah1. Pengujian pemadatan (Proctor Standard) mengacu pada standar ASTM D-698-70.2. Pengujian CBR (California Bearing Ratio) mengacu pada standar ASTM D-1883.3. Pengujian Potensi Pengembangan dari pengujian CBR ASTM D-1883-94.4. Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) mengacu standar ASTM D-2166 - 06.3.4 Bagan Alir Penelitian

Mulai

Rumusan masalah

Persiapan Material :Pengambilan contoh TanahPengambilan contoh pasir

Uji fisik : kadar air, berat jenis, distribusi ukuran butiran, batas-batas konsistensiUji mekanik : Pemadatan, Kuat tekan dan CBR soaked dan CBR unsoaked

Analisa ekspansifitasIP > 35tidak

ya

Percampuran Tanah Lempung dengan 5%, 10%, 15% dan 20% pasir

A

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian

A

Uji mekanikPemadatan, Kuat tekan, CBR Soaked dan CBR UnsoakedUji fisikKadar air, berat jenis, distribusi ukuran butiran dan batas-batas konsistensi

Analisa Hasil Penelitian

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Lanjutan Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian

BAB IVHASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat-Sifat Fisik Tanah Lempung PenujakSampel tanah lempung yang dipergunakan pada penelitian ini diperoleh dari Desa Penujak, Kecamatan Praya Barat, Kabupaten Lombok Tengah. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada kedalaman 0,5 1,5 m. Sampel tanah dalam penelitian ini berupa sampel tanah terganggu (disturb) dan tidak terganggu (undisturb). Hasil pengujian sifat-sifat fisik tanah lempung yang dilakukan di Laboratorium Geoteknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram dapat diamati pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Karakteristik Tanah Lempung PenujakKarakteristik TanahHasil Pengujian

Karakteristik fisik :Kadar air (%)63.37

Batas-batas Atterberg

1. Batas Cair (%)130,90

2. Batas Plastis (%)31,28

3. Indeks Plastisitas (%)99,62

Specific Gravity(Gs)2,73

Distribusi Butiran Tanah :

1. Butiran Lolos saringan No.200 (%)89,88

2. Persentase Lempung (%)45,90

3. Persentase Lanau (%)43.98

4. Persentase Pasir (%)10,12

Karakteristik Mekanis :1. Kadar air optimum / OMC (%)2. Berat volume kering maksimum (gr/cm3)3. CBR unsoaked (%)4. CBR soaked (perendaman 4 hari) (%)5. Swelling potensial (%)6. Kuat Tekan Bebas (qu) (kg/cm2)251,32

9,831,638,434,75

Lanjutan Tabel 4.1 Karakteristik Tanah Lempung PenujakKlasifikasi Menurut USCSCH

Klasifikasi Menurut AASHTOA-7-5

EkspansifitasSangat tinggi

Kandungan mineralMontmorillonite

4.2 Karakteristik Bahan StabilisasiTabel 4.2 Karakteristik Bahan StabilisasiKarakteristik bahanPasir

Kadar air (%)2,94

Batas-batas Atterberg :1. Batas cair (%)2. Batas plastis (%)3. Indeks plastis (%)NPNPNP

Distribusi Butiran :1. Butiran lolos saringan 200 (%) Persentase lempung (%) Persentase lanau (%) Persentase Pasir (%)85,552,1683,3914,45

Specific Gravity (Gs)2,31

*NP = Non Plastis

Gambar 4.1 Distribusi ukuran butiran pasir

Dari Tabel 4.2 di atas dapat dilihat bahwa kadar air pada pasir cukup rendah. Hal ini mendukung fungsi pasir sebagai bahan stabilisasi karena dengan kadar air yang kecil diharapkan pasir dapat mengurangi kemampuan tanah lempung ekspansif dalam menarik air yang sangat besar. Pada uji Atterberg pasir memiliki sifat Non Plastis, yang diharapkan mampu mengurangi PI dari tanah lempung ekspansif yang tinggi.Distribusi ukuran butiran pasir memiliki persentase lanau 0 %, pasir 94.99 % dan lempung 0 %, dari data tersebut menurut sistem klasifikasi tanah Unified maka pasir digolongkan ke dalam pasir bergradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. Hal ini dikarenakan nilai Cu < 6 dan Cc < 1.Pengujian specific gravity pasir (Gs) diperoleh nilai sebesar 2,66, nilai ini lebih kecil dari nilai Gs tanah lempung Penujak sebesar 2,73. Dengan nilai Gs tersebut pasir diharapkan mampu menurunkan nilai Gs dari lempung Penujak yang bertekstur padat dengan angka permeabilitas yang rendah.

4.3 Pengaruh penambahan pasir terhadap sifat fisik tanah4.3.1 Pengaruh penambahan pasir terhadap spesific gravity (Gs)Hasil pengujian spesific gravity tanah dengan penambahan pasir dengan kadar 0%, 5%, 10%, 15%, 20% menunjukkan penurunan seiring dengan penambahan kadar pasir. Data secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 4.2 berikut.

Gambar 4.2 Pengaruh penambahan pasir terhadap spesific gravity tanah lempung

Dari Gambar 4.2 terlihat bahwa semakin besar kadar penambahan pasir, menyebabkan nilai spesific gravity tanah semakin menurun. Penurunan nilai Gs sebesar 5,49% pada penambahan pasir 20%, untuk penambahan pasir 5%, 10%, dan 15% persentase penurunan masing-masing secara berurut sebesar 2,19%, 3,29% dan 4,39%. Persentase penurunan nilai spesific gravity pada penambahan pasir dengan kadar 5% dan 10% menunjukkan perubahan yang besar yakni dari 2,73 menjadi 2,67 dan dari 2,67 menjadi 2,64. Untuk penambahan pasir dengan kadar 15% dan 20% perubahan relatif kecil. Jika hasil uji spesific gravity dikaitkan dengan hasil uji analisa butiran, penambahan pasir dapat mengurangi jumlah butiran lempung pada tanah. Terjadinya penurunan spesific gravity tanah seiring dengan bertambahnya kadar pasir ini disebabkan karena pasir memiliki spesific gravity lebih kecil dibandingkan dengan tanah lempung asli. 4.3.2 Pengaruh penambahan pasir terhadap batas-batas konsistensiPengujian batas-batas konsistensi dilakukan pada setiap tanah lempung dengan penambahan pasir, setelah melakukan serangkaian pengujian batas-batas konsistensi maka dapat dikatakan bahwa penambahan pasir pada tanah lempung ekspansif dapat menurunkan batas cair (LL) dan meningkatkan batas plastis (PL) tanah. Dengan demikian terjadi penurunan pada nilai indeks plastisitas (PI) tanah. Perubahan batas-batas konsistensi tanah lempung ekspansif akibat penambahan pasir pada kadar 5%, 10%, 15% dan 20% lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 4.3, 4.4, dan 4.5 sebagai berikut.

Gambar 4.3 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai batas cair (LL)

Gambar diatas menunjukkan bahwa dengan penambahan pasir , batas cair (LL) mengalami penurunan maksimum sebesar 14,05% pada penambahan pasir 20% dari 130,90% menjadi 112,5% untuk penambahan pasir 5%, 10% dan 15% mengalami penurunan berturut-turut sebesar 2,22%, 6,04% dan 10,24%.

Gambar 4.4 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai batas plastis (PL)

Batas plastis (PL) mengalami peningkatan nilai maksimum sebesar 47,89% dari nilai PL tanah asli 31,28% atau terjadi peningkatan sebesar 53,10% pada penambahan pasir 20%.

Gambar 4.5 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai Indeks Plastisitas (PI)

Perubahan pada batas cair dan batas plastis menyebabkan indeks plastisitasnya turut mengalami perubahan, indeks plstisitas mengalami penurunan berturut-turut untuk penambahan pasir 5%, 10%, 15% dan 20% sebesar 15,09%, 21,43%, 28,03% dan 35,14% dari indeks plstisitas tanah asli 99,62%. Dari hasil tersebut dapat dilihat secara keseluruhan perubahan besar terjadi pada penambahan pasir dengan kadar 20%.Perubahan nilai batas-batas Atterberg pada tanah yang distabilisasi disebabkan oleh berkurangnya kepekaan tanah terhadap air. Hal ini kemungkinan disebabkam oleh pelapisan butiran-butiran tanah yang telah menyatu karena reaksi flokulasi oleh pasta pengikat yang kedap air. Menurunnya batas cair sejalan dengan berkurangnya ikatan antar butiran akibat peningkatan prosentase bahan campuran pada tanah, maka tanah perlu tambahan air untuk mempertahankan sifat plastisnya, dan mengakibatkan PL tanah meningkat.

4.3.3 Pengaruh penambahan pasir terhadap distribusi ukuran butiran Hasil pengujian distribusi ukuran butiran tanah dengan penambahan bahan stabilisasi pasir, menunjukkan bahwa dengan penambahan pasir dapat mempengaruhi distribusi ukuran butiran lempung, dimana presentase lempung berkurang. Selain itu dapat pula diamati bahwa terjadi peningkatan presentase lanau dan pasir. Hal ini dapat dilihat dalam Gambar 4.6 berikut

Gambar 4.6 Pengaruh penambahan pasir terhadap distribusi ukuran butiran tanahPada Gambar 4.6 terlihat bahwa persentase tanah lempung mengalami penurunan hingga 34,18% pada penambahan pasir 5% dari keadaan awal sebesar 45,90% menjadi 33,46%, presentase lempung semakin menurun seiring dengan penambahan pasir. Pada variasi kadar pasir 10%, persentase lempung turun menjadi 28,52%, pada kadar pasir 15% persentase lempung menjadi 20,72% dan pada penambahan 20% pasir menjadi 14,17%. Perubahan distribusi ukuran butiran lempung akibat penambahan pasir dapat dilihat pada Tabel 4.3 sebagai berikut.Tabel 4.3 Distribusi ukuran butiran tanah lempung setelah distabilisasi Kadar pasirKerikil (%)Pasir (%)Lanau (%)Lempung (%)

0%0,0010.1243,9845,90

5%0,0013,4053,1433,46

10%0,0017,6053,8828,52

15%0,0024,0055,2820,72

20%0,0027,8058,0314,17

100%5,0194,990,000,00

Dari Tabel 4.3 diatas dapat dilihat bahwa penambahan pasir pada tanah lempung dapat mengurangi persentase kandungan lempung itu sendiri dan meningkatkan jumlah kandungan lanau atau pasir. Pengurangan persentase lempung terjadi karena adanya pengikatan partikel tanah sehingga tanah berukuran menjadi lebih besar atau ukuran butiran < 0,002 mm jumlahnya semakin berkurang sehingga persentase lanau dan pasir menjadi bertambah.

4.4 Pengaruh Penambahan Pasir terhadap sifat mekanik tanah4.4.1 Pengaruh penambahan pasir terhadap kepadatan tanahHasil yang diperoleh dari uji pemadatan tanah yang di stabilisasi pasir dengan persentase penambahan 5%, 10%, 15% dan 20% dari berat berat campuran, dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Pengaruh penambahan pasir terhadap hasil pemadatan tanah Standard ProctorKepadatan tanah lempung Penujak dengan berat volume kering sebesar 1,32 gr/cm3 mengalami kenaikan akibat penambahan bahan stabilisasi pasir. Pada Gambar 4.7 terlihat penurunan kepadatan tanah diikuti dengan penurunan kadar air optimumnya, lebih jelas uraian dari pengaruh kepadatan tanah yang telah distabilisasi menggunakan pasir dapat dilihat pada Gambar 4.8 berikut

Gambar 4.8 Pengaruh penambahan pasir terhadap kadar air optimum

Dari Gambar 4.8 diatas menunjukkan kecenderungan berkurangnya kadar air optimum (wopt). Terjadinya pengurangan kadar air optimum dari tanah asli pada masing-masing kadar penambahan pasir yaitu pada penambahan 5% menurun sebesar 22,7%, penambahan 10% menurun sebesar 21,2%, pada penambahan 15% menurun sebesar 21% dan pada penambahan 20% sebesar 20,55%.

Gambar 4.9 pengaruh penambahan pasir terhadap kepadatan kering tanah

Menurut Gambar 4.9 penambahan pasir menyebabkan meningkatnya berat volume kering tanah. Berat volume kering mengalami peningkatan maksimal sebesar 11,36% dari 1,32 gr/cm3 menjadi 1,47 gr/cm3 pada penambahan pasir 20%.Hasil penelitian ini sesuai dengan hasil yang dilakukan oleh Seta (2006), Sutikno dan Yatmadi (2010), dimana terjadi penurunan kadar air optimum dan meningkatkan nilai kepadatan dari tanah setelah distabilisasi dengan pasir. Fenomena ini terjadi karena proses pengerasan campuran yang membuat butiran-butiran campuran tanah dengan pasir berukuran lebih besar dibandingkan tanah asli, sehingga luas permukaan spesifik (spesific surface) tanah berkurang yang mengakibatkan kemampuan tanah dalam menyerap air berkurang.

Tabel 4.4 Kadar air optimum dan berat isi kering lempung distabilisasi pasirKadar pasir (%)Kadar air optimum (%)Berat isi kering (gr/cm3)

522,701,33

1021,21,37

15211,38

2020,551,47

4.4.2 Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Kuat Tekan Bebas Tanah Hasil yang diperoleh dari uji kuat tekan tanah yang distabilisasi dengan pasir dalam persentase penambahan 5%, 10%, 15% dan 20% dari berat campuran, dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan Tabel 4.5 berikut.

Gambar 4.10 Pengaruh penambahan pasir terhadap kuat tekan tanah

Gambar 4.10 menunjukkan penambahan pasir cenderung menurunkan nilai kuat tekan tanah lempung. Pada penambahan pasir penurunan kuat tekan bebas yang paling optimum terjadi pada penambahan pasir 15% sebesar 2,84 kg/cm2 atau menurun sebesar 40,21% dari kuat tekan tanah asli sebesar 4,75 kg/cm2. Tanah lempung yang dicampur pasir dan dipadatkan termasuk tanah lempung sangat kaku, karena nilai kuat tekan (qu) yang diperoleh antara 2,0 4,0 kg/cm2, dengan demikian semakin banyak penambahan pasir semakin memperkecil nilai qu tanah. Hal ini dikarenakan ketika tanah ditambahkan pasir dapat memperkecil lekatan antara butiran tanah dan air, sehingga tanah menjadi mudah pecah ketika diberi tekanan vertikal.

Tabel 4.5 Hasil Kuat Tekan Bebas (UCT)NoTanah + bahan stabilisasiqu (kg/cm2)

1Tanah4,75

2Tanah + 5% pasir4,59

3Tanah + 10% pasir4,53

4Tanah + 15% pasir2,84

5Tanah + 20% pasir2,27

4.4.3 Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap CBR (California Bearing Ratio)Dari hasil pengujian CBR yang dilakukan pada tanah asli, tanah yang dicampur 5% pasir, 10% pasir, 15% dan 20% pasir, hal ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penambahan pasir pada nilai CBR. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.6 dan pada Gambar 4.11 dan 4.12 berikut

Gambar 4.11 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai CBR (unsoaked)

Gambar 4.12 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai CBR (soaked)Pada penambaha pasir pada tanah lempung secara umum dapat meningkatkan nilai CBR tanah baik pada kondisi tanpa rendaman maupun dengan rendaman. Hal ini dapat dibuktikan dari hasil penelitian yang dilakukan bahwa setiap penambahan pasir menunjukkan kecenderungan meningkatkan nilai CBR tanah baik pada kondisi direndam maupun tanpa rendaman. Pada penambahan 5%, 10%, 15% dan 20% pasir, nilai CBR tanah cenderung meningkat karena penambahan pasir dapat menurunkan komposisi lempung pada kondisi tanah asli, dan belum menunjukkan nilai optimum dalam kondisi terendam, melihat dari persyaratan dari CBR > 6%. Tabel 4.6 Hasil Pengujian CBRNoTanah + bahan stabilisasiNilai CBR unsoaked (%)Nilai CBR soaked (%)

1Tanah9,831,63

2Tanah + 5% pasir11,171,93

3Tanah + 10% pasir162,67

4Tanah + 15% pasir17,673,13

5Tanah + 20% pasir193,78

Berdasarkan Tabel 4.6, diperoleh nilai CBR rendaman lebih kecil daripada nilai CBR tanpa rendaman. Hasil ini menunjukkan bahwa perendaman akan mereduksi kekuatan pada tanah yang kandungan lempungnya tinggi, hal ini terjadi karena pengaruh kenaikan kadar air, dimana semakin tinggi kadar air maka semakin kecil nilai CBR.

4.4.4 Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Nilai Pengembangan dari CBRHasil uji pengembangan dari alat CBR yang dilakukan pada campuran pasir diperlihatkan pada Gambar 4.13 dan pada Tabel 4.7, dimana Swelling terkecil didapat pada penambahan 20% pasir, kondisi ini dapat terjadi disebabkan volume lempung yang bersifat ekspansif lebih sedikit jika dibanding dengan penambahan 5% pasir. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan pasir memiliki efek positif untuk menurunkan pengembangan tanah ekspansif, akibat rasio secara keseluruhan lempung menurun. Namun nilai dari Swelling masih termasuk tinggi melihat persyaratan Swelling adalah 3%, dan yang baik sekitar 1%.

Gambar 4.13 Pengaruh penambahan pasir terhadap nilai pengembangan CBR (Swelling)

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Pengembangan (Swelling)NoTanah + bahan stabilisasiNilai Swelling (%)

1Tanah8,43

2Tanah + 5% pasir8,02

3Tanah + 10% pasir7,97

4Tanah + 15% pasir7,79

5Tanah + 20% pasir7

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil pengujian dan pembahasan terhadap tanah lempung Penujak yang di stabilisasi dengan pasir yang telah dilakukan di Laboratorium Geoteknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram dapat disimpulkan :1. Tanah lempung Penujak termasuk dalam tanah lempung ekspansif. Batas konsistensi antara lain nilai (LL) sebesar 130,90 %, batas plastis (PL) sebesar 31,28 %, indeks plastisitas (IP) sebesar 99,62% dengan nilai Specific gravity (Gs) sebesar 2,73. 2. Penambahan pasir 5%, 10%, 15% dan 20% pada tanah lempung Penujak dapat memperbaiki nilai sifat fisis maupun mekanis tanah, seperti menurunkan nilai spesific gravity (Gs), batas cair (LL), indeks plastisitas (PI) dan meningkatkan nilai batas plastis (PL). Dan juga dapat menurunkan kadar air optimum dan meningkatkan berat isi kering tanah. 3. Pada penambahan 20% pasir dalam stabilisasi tanah lempung Penujak yang menghasilkan perbaikan sifat-sifat fisis dan mekanis yang paling baik.4. Campuran sampai dengan 20% pasir didapatkan nilai CBR soaked, naik dari 1,63% menjadi 3,78%, dan hasil dari nilai pengembangan (swelling) tanah mengalami penurunan dari 8,43% menjadi 7%. Hasil ini belum memenuhi syarat sebagai Subgrade jalan, karena persyaratan nilai CBR > 6% dan nilai Swelling masih termasuk tinggi mengingat persyaratan Swelling adalah 3%, dan yang baik sekitar 1%.

5.2 Saran Berdasarkan hasil penelitian dan fakta-fakta yang ada selama melaksanakan penelitian, ada beberapa saran yang perlu disampaikan sebagai berikut : Mengingat pada penelitian ini yang dikaji hanya pasir sebagai bahan stabilisasi tanah lempung ekspansif, diharapkan pada penelitian selanjutnya menggunakan bahanstabilisasi yang mudah didapatkan atau menggunakan campuran dua bahan stabilisasi agar hasil yang didapatkan lebih baik.