STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

13
STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN TERHADAP KEKUATAN GESER TANAH EKSPANSIF YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR BERDASARKAN UJI TRIAKSIAL TERKONSOLIDASI TAKTERDRAINASI Ria Dany Eviliana 1) , Damrizal Damoerin 2) Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia E-mail: [email protected] 1) , [email protected] 2) Abstrak Salah satu jenis tanah yang memiliki karakteristik unik yaitu tanah ekspansif. Jenis tanah ini memiliki perilaku yang unik dan khusus dikarenakan potensi kembang-susut yang begitu besar sebagai akibat dari besarnya fluktuasi perubahan kadar air lapangan pada perubahan musim. Untuk mengantisipasi daya dukung tanah ekspansif yang rendah maka dilakukan upaya perbaikan tanah. Salah satu upaya perbaikan tanah dapat dilakukan dengan stabilisasi tanah menggunakan bahan stabilisasi berupa kapur. Kadar kapur yang digunakan dalam percobaan laboratorium adalah 5%, 10%, 15% dan 20%. Dari berbagai kadar kapur tersebut dilakukan pengujian indeks properti tanah sehingga menghasilkan kadar kapur 10% sebagai bahan tambahan untuk pengujian analisa saringan butiran, pemadatan dan triaksial terkonsolidasi takterdrainasi. Pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi dilakukan dengan variasi derajat saturasi B = 1; 0,8 dan 0,6. Tekanan sel efektif yang diberikan adalah 100 kPa, 150 kPa dan 200 kPa. Pengujian dilakukan pada tanah asli dengan B = 1 serta tanah dengan tambahan 10% kapur dengan variasi B = 1; 0,8 dan 0,6. Hasil pengujian pada tanah dengan tambahan 10% kapur menunjukan kenaikan nilai sudut geser dan kohesi dari tanah asli pada derajat kejenuhan yang sama (B = 1). Variasi derajat kejenuhan (B = 1; 0,8 dan 0,6) pada tanah dengan tambahan 10% kapur menunjukan bahwa semakin jenuh tanah maka nilai sudut tahanan gesernya akan semakin kecil dan nilai kohesi akan semakin tinggi. Kata Kunci : Tanah Ekspansif, Stabilisasi, Kapur, Kuat Geser, Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi. STUDY EFFECT VARIATION OF SATURATION DEGREE ON SHEAR STRENGTH EXPANSIVE SOIL STABILIZED BY LIME BASED ON TRIAXIAL CONSOLIDATED UNDRAINED TEST Abstract One type of soil that has unique characteristics is an expansive soil. This type of soil has a unique and special behavior because of potential losses are so large as a result of fluctuations in ground water level changes. In anticipation of expansive soil bearing capacity is low, the soil improvement efforts is used. One of soil improvement efforts can be done by using a soil stabilization materials such as lime stabilization. Levels of lime used in laboratory experiments is 5%, 10%, 15% and 20%. Soil indeks properties test did by the various levels of lime above and lime 10% is decided to used as an additive for sieve analysis, compaction and triaxial consolidated undrained test. The test of triaxial consolidated undrained did by the variation of the saturation degree B = 1; 0,8 and 0,6. The effective cell pressure is given 100 kPa, 150 kPa and 200 kPa. Trixial consolidated undrained tested on the original soil with variation B = 1 and the soil 10% lime with variation B = 1; 0,8 and 0,6. Shear resistance angle and the cohesion on soil 10% lime is increase than the original soil on the same saturation degree (B = 1). Variation of saturation degree (B = 1; 0,8 dan 0,6) on soil 10% lime are known that more saturated, the soil shear resistance angle values will be decrease and the cohesion will be increase. Key Words: Ekspansive Soil, Stabilization, Lime, Shear Strength, Triaxial Consolidated Undrained Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Transcript of STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

Page 1: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN TERHADAP KEKUATAN GESER TANAH EKSPANSIF YANG

DISTABILISASI DENGAN KAPUR BERDASARKAN UJI TRIAKSIAL TERKONSOLIDASI TAKTERDRAINASI

Ria Dany Eviliana1), Damrizal Damoerin 2)

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

E-mail: [email protected]),  [email protected] 2)

Abstrak

Salah satu jenis tanah yang memiliki karakteristik unik yaitu tanah ekspansif. Jenis tanah ini memiliki perilaku yang unik dan khusus dikarenakan potensi kembang-susut yang begitu besar sebagai akibat dari besarnya fluktuasi perubahan kadar air lapangan pada perubahan musim. Untuk mengantisipasi daya dukung tanah ekspansif yang rendah maka dilakukan upaya perbaikan tanah. Salah satu upaya perbaikan tanah dapat dilakukan dengan stabilisasi tanah menggunakan bahan stabilisasi berupa kapur. Kadar kapur yang digunakan dalam percobaan laboratorium adalah 5%, 10%, 15% dan 20%. Dari berbagai kadar kapur tersebut dilakukan pengujian indeks properti tanah sehingga menghasilkan kadar kapur 10% sebagai bahan tambahan untuk pengujian analisa saringan butiran, pemadatan dan triaksial terkonsolidasi takterdrainasi. Pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi dilakukan dengan variasi derajat saturasi B = 1; 0,8 dan 0,6. Tekanan sel efektif yang diberikan adalah 100 kPa, 150 kPa dan 200 kPa. Pengujian dilakukan pada tanah asli dengan B = 1 serta tanah dengan tambahan 10% kapur dengan variasi B = 1; 0,8 dan 0,6. Hasil pengujian pada tanah dengan tambahan 10% kapur menunjukan kenaikan nilai sudut geser dan kohesi dari tanah asli pada derajat kejenuhan yang sama (B = 1). Variasi derajat kejenuhan (B = 1; 0,8 dan 0,6) pada tanah dengan tambahan 10% kapur menunjukan bahwa semakin jenuh tanah maka nilai sudut tahanan gesernya akan semakin kecil dan nilai kohesi akan semakin tinggi.

Kata Kunci : Tanah Ekspansif, Stabilisasi, Kapur, Kuat Geser, Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi.

STUDY EFFECT VARIATION OF SATURATION DEGREE ON SHEAR STRENGTH EXPANSIVE SOIL STABILIZED BY LIME BASED ON TRIAXIAL CONSOLIDATED

UNDRAINED TEST

Abstract

One type of soil that has unique characteristics is an expansive soil. This type of soil has a unique and special behavior because of potential losses are so large as a result of fluctuations in ground water level changes. In anticipation of expansive soil bearing capacity is low, the soil improvement efforts is used. One of soil improvement efforts can be done by using a soil stabilization materials such as lime stabilization. Levels of lime used in laboratory experiments is 5%, 10%, 15% and 20%. Soil indeks properties test did by the various levels of lime above and lime 10% is decided to used as an additive for sieve analysis, compaction and triaxial consolidated undrained test. The test of triaxial consolidated undrained did by the variation of the saturation degree B = 1; 0,8 and 0,6. The effective cell pressure is given 100 kPa, 150 kPa and 200 kPa. Trixial consolidated undrained tested on the original soil with variation B = 1 and the soil 10% lime with variation B = 1; 0,8 and 0,6. Shear resistance angle and the cohesion on soil 10% lime is increase than the original soil on the same saturation degree (B = 1). Variation of saturation degree (B = 1; 0,8 dan 0,6) on soil 10% lime are known that more saturated, the soil shear resistance angle values will be decrease and the cohesion will be increase.

Key Words: Ekspansive Soil, Stabilization, Lime, Shear Strength, Triaxial Consolidated Undrained

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 2: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

1. Pendahuluan

Tanah ekspansif memiliki perilaku yang unik dan khusus dikarenakan potensi

kembang-susut yang begitu besar sebagai akibat dari besarnya fluktuasi perubahan kadar air

lapangan pada perubahan musim. Tanah ekspansif dapat mengalami pengembangan saat

derajat kejenuhannya meningkat dan menyusut saat derajat kejenuhannya berkurang. Semakin

tinggi derajat kejenuhan (koefisien B) maka semakin besar pula potensi pengembangan yang

terjadi dan dapat mengakibatkan menurunnya kekuatan geser tanah.

Menyikapi perilaku tanah ekspansif tersebut dilakukan upaya perbaikan sifat tanah

dengan stabilisasi menggunakan bahan kimia tambahan berupa kapur. Pengujian laboratorium

dilakukan guna mengetahui karakteristik tanah yang telah distabilisasi kapur, baik pengujian

sifat fisik maupun sifat mekanik tanah. Hasil dari pengujian tanah dengan tambahan kapur

akan dibandingkan dengan pengujian tanah ekspansif tanpa bahan tambah apapun guna

mengetahui perilaku tanah terhadap kekuatan geser.

2. Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dengan uji laboratorium di Laboratorium Mekanika Tanah FTUI.

Pengujian terhadap sampel uji diantaranya adalah pengujian pendahuluan, pengujian sifat

fisik dan pengujian sifat mekanik tanah. Pengujian pendahuluan berupa pengujian tekanan

pengembangan tanah satu dimensi. Pengujian sifat fisik tanah diantaranya adalah pengujian

kadar air, batas atterberg, spesik graviti serta analisa saringan butiran dan hydrometer.

Pengujian sifat mekanik tanah dilakukan dengan pengujian pemadatan standar, sedangkan

pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi dilakukan dengan variasi nilai derajat

kejenuhan B = 1; 0,8 dan 0,6 dengan tekanan efektif yang diberikan !! = 100 kPa, 150 kPa

dan 200 kPa.

Kadar kapur yang digunakan adalah 5%, 10%, 15% dan 20% dari berat kering tanah.

Pengujian pendahuluan hanya dilakukan pada tanah asli tanpa penambahan kapur. Pengujian

sifat fisik tanah dilakukan pada tanah asli dan tanah dengan tambahan kapur 5%, 10%, 15%

dan 20%, sedangkan pada pengujian sifat mekanik tanah dan pengujian triaksial

terkonsolidasi takterdrainasi pengujian hanya dilakukan pada tanah asli dan tanah dengan

tambahan kapur yang paling optimum. Penambahan kadar kapur optimum pada pengujian

sifat mekanik tanah dan triaksial terkonsolidasi takterdrainasi dilakukan dengan mencari nilai

berat kering tanah terlebih dahulu untuk menentukan berapa jumlah pasti berat kapur yang

akan digunakan sebagai bahan tambah.

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 3: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

3. Persiapan Material Uji

Bahan kimia yang digunakan untuk bahan stabilisasi tanah ekspansif dalam pengujian

ini adalah kapur padam (CaOH2) yang merupakan turunan dari batu kapur atau gamping (lime

stone) yang mengandung kalsium karbonat (CaCO3). Batu kapur yang dipanaskan pada suhu

±980º C akan mengeluarkan karbon dioksida (CO2) yang terkandung didalamnya dan hanya

menyisakan kapurnya (CaO) saja. Kapur hasil pembakaran ini disebut kapur kembang atau

quick lime yang kemudian dihidrasi (penambahan H2O) menjadi kapur padam atau Hydrated

Lime (Ca(OH)2).

Dari masing – masing kadar kapur (5%, 10%, 15% dan 20%) dilakukan pengujian

batas atterberg untuk menentukan kadar kapur optimum. Persentase kadar kapur optimum

didapatkan setelah membandingkan nilai indeks plastisitas tanah dengan tambahan kapur 5%,

kapur 10%, kapur 15% dan kapur 20%. Kadar kapur yang digunakan sebagai kadar kapur

optimum adalah kadar tambahan kapur yang memiliki nilai indeks plastisitas tidak terlalu

besar dan tidak terlalu kecil. Dari perbandingan tersebut maka ditetapkan bahwa kadar kapur

yang akan digunakan sebagai kadar tambahan (kadar kapur optimum) adalah kadar kapur

10% dari berat kering tanah.

4. Hasil Uji Laboratorium

4.1. Uji Tekanan Pengembangan Satu Dimensi

Uji tekanan pengembangan menunjukan nilai persentase pengembangan tanah asli

sebesar 10,875% dan nilai tekanan pengembangan sebesar 298 kPa. Nilai persentase

pengembangan tanah tersebut termasuk dalam kategori kritikal menurut tabel klasifikasi tanah

oleh Altmeyer (Craig, 1989), dimana nilai pengembangan tanah maksimum adalah 1,5%.

Costet dan Sanglerat dalam Nelson (1991) menghubungkan niali indeks plastisitas dengan

tekanan pengembangan. Nilai tekanan pengembangan yang terjadi termasuk dalam kategori

tekanan pengembangan tinggi. Grafik hasil pengujian tekanan pengembangan satu dimensi

ditampilkan pada Gambar.1

4.2. Uji Spesifik Graviti

Uji spesifik graviti merupakan perbandingan berat isi tanah dan berat air pada suhu 4o

C. Dari hasil percobaan didapat nilai spesifik graviti untuk tanah asli sebesar 2,645, tanah

dengan tambahan 5% kapur sebesar 2,663, tanah dengan tambahan 10% kapur sebesar 2,679,

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 4: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

tanah dengan tambahan 15% kapur sebesar 2,687 dan tanah dengan tambahan 20% kapur

sebesar 2,691. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai spesifik graviti pada tanah asli

mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya persentase kadar kapur yang

digunakan. Gambar 2 merangkum hasil pengujian spesifik graviti pada tanah asli dan tanah

dengan variasi kadar kapur.

Gambar 1. Grafik Hasil Uji Pengembangan Satu dimensi

Gambar 2. Grafik Hasil Uji Spesifik Graviti Tanah Asli & Tanah + %Kapur

4.3. Uji Batas Atterberg

Uji batas atterberg meliputi pengujian batas cair, batas plastis dan batas susut.

Pengujian Batas atterberg dilakukan pada tanah asli dan pada tanah dengan tambahan kapur

5%, 10%, 15% dan 20%. Nilai batas cair pada tanah asli sebesar 91,80% cenderung

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

0.750

0.800

0.850

0.900

0.950

1.000

1.00 10.00 100.00 1000.00 Pressure  (Kpa)  

Void  Ra1o  (e)  

Tanah  Asli  

5%  Kapur  

10%  Kapur  

15%  Kapur  

20%  Kapur  

Spesific  Gravity   2.645   2.663   2.679   2.687   2.691  

2.620  

2.640  

2.660  

2.680  

2.700  

SG  

Spesific  Gravity  Tanah  Asli  +  %  Kapur  

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 5: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

mengalami penurunan seiring dengan penambahan persentase kapur hingga menjadi 62%

pada kadar kapur 20%. Indeks plastisitas tanah asli sebesar 48,39% mengalami penurunan

hingga mencapai 11,47% pada kadar kapur 20%. Tren kenaikan terdapat pada nilai batas

plastis dan batas susut dari nilai awal 43,41% dan 11,83% menjadi 50,53%dan 25,95% pada

kadar kapur terbesar yaitu 20%.

Gambar 3. Grafik Hasil Uji Atterberg Limit Tanah Asli & Tanah + %Kapur

Dari Gambar 3 dapat disimpulkan bahwa pencampuran tanah dengan kapur dapat

menaikan nilai batas susut dan batas plastis. Ketika nilai batas plastis bertambah, maka nilai

batas cair akan mengalami penurunan seiring dengan penambahan variasi kadar kapur,

sehingga nilai indeks plastisitasnya semakin berkurang. Penurunan indeks plastisitas tanah

dapat menjadi indikasi perbaikan tanah akibat adanya penambahan bahan stabilisasi kapur.

Kapur menyebabkan adanya ikatan yang cukup kuat dengan tanah sehingga menyebabkan

gumpalan yang lebih besar namun lebih halus pada tanah campuran. Dari hasil pengujian

tanah dengan tambahan kapur 5%, 10%, 15% dan 20% didapatkan nilai indeks plastisitas

optimum sebesar 22,17% pada tambahan kapur sebesar 10%. Selanjutnya kadar kapur 10%

ini akan digunakan sebagai kadar kapur target untuk pengujian selanjutnya.

4.4. Uji Analisa Saringan Butiran dan Hydrometer

Uji analisa saringan butiran dilakukan pada tanah asli dan tanah dengan kadar kapur

10%. Dari hasil pengujian analisa saringan butiran dan hydrometer tanah asli didapatkan

komposisi pasir sebesar 2%, lanau sebesar 58% dan lempung sebesar 40%. Sedangkan hasil

Tanah  Asli  

5%  Kapur  

10%  Kapur  

15%  Kapur  

20%  Kapur  

Liquid  limit     91.80%   83.40%   69.00%   64.50%   62.00%  

Plas1c  Limit   43.41%   44.31%   46.83%   48.34%   50.53%  

Indeks  Plas1sitas   48.39%   39.09%   22.17%   16.16%   11.47%  

Shrinkage  Limit   11.83%   13.31%   17.42%   22.66%   25.95%  

0%  20%  40%  60%  80%  

100%  

Kada

r  Air  

A9erberg  Limit  Tanah  Asli  +  %  Kapur  

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 6: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

pengujian analisa saringan butiran dan hydrometer tanah dengan tambahan 10% kapur

didapatkan komposisi pasir sebesar 2%, lanau sebesar 28% dan lempung sebesar 70%.

Gambar 4 adalah grafik hasil uji analisa saringan butiran dan hydrometer pada tanah asli dan

tanah 10% kapur.

Gambar 4. Grafik Hasil Uji Analisa Saringan Butiran dan Hydrometer Tanah Asli & Tanah 10%

Kapur

Berdasarkan grafik sistem klasifikasi tanah unified (Craig, 1989) yang ditunjukan

Gambar 5, dapat disimpulkan bahwa tanah asli termasuk dalam klasifikasi tanah lempung dan

lanau dengan batas cair 91,80% (lebih dari 50). Sehingga termasuk dalam klasifikasi CH yaitu

lempung anorganik dengan plastisitas tinggi atau lempung ekspansif. Tanah dengan tambahan

10% kapur (batas cair 69%) termasuk dalam tanah lempung organik dengan plastisitas sedang

sampai tinggi atau lanau organik (OH).

Gambar 5. Grafik Plastisitas: Sistem Unified

Tanah  Asli  Tanah  +  10%  Kapur  

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 7: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

4.5. Uji Pemadatan Standar

Hasil pengujian pemadatan dengan standar proctor pada tanah asli didapatkan nilai

kadar air optimum sebesar 31,97% dan nilai kerapatan kering maksimum 12,88 kN/m3. Pada

tanah dengan tambahan 10% kapur didapatkan nilai kadar air optimum sebesar 36% dan nilai

kerapatan kering maksimum 12,45 kN/m3.

Gambar 6. Grafik Hasil Pengujian Pemadatan Tanah Asli & Tanah 10% kapur

Dari grafik pengujian pemadatan diatas dapat disimpulkan bahwa kadar air optimum

mengalami kenaikan dari tanah asli dengan tanah yang diberi kapur 10%. Berbanding terbalik

dengan nilai kerapatan kering tanah maksimum, γ dry mengalami penurunan seiring dengan

penambahan 10% kapur. Hal ini mungkin dikarenakan adanya reaksi antara tanah, air dengan

kapur yang mengakibatkan sementasi sehingga rongga – rongga antara partikel tanah

mengalami pembesaran dan menyebabkan bertambahnya pori – pori antar partikel tanah yang

dapat diisi oleh air. Sehingga akan terjadi kenaikan kadar air optimum. Penurunan kerapatan

kering tanah optimum dapat disebabkan karena air dalam tanah digunakan untuk berhidrasi

dengan kapur. Hal ini menyebabkan adanya kebutuhan akan air yang semakin besar, sehingga

ruang antar pori butiran semakin besar dan mampu menurunkan nilai kerapatan kering

optimum tanah.

4.6. Uji Triaksial Terkonsolidasi takterdrainasi

Pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi dilakukan pada tanah asli : B = 1,

tanah + 10% kapur : B = 1, tanah + 10% kapur : B = 0,8 dan tanah + 10% kapur : B = 0,6.

Tegangan efektif yang diberikan pada satu seri pengujian ini adalah !! = 100 kPa, 150 kPa

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 8: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

dan 200 kPa. Pengujian ini terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap saturasi, konsolidasi dan

kompresi. Pemberian variasi nilai derajat kejenuhan dilakukan saat tahap saturasi. Tabel 1

menunjukan nilai derajat saturasi yang tercapai pada tahap saturasi.

Tabel 1. Nilai Derajat Saturasi yang Dicapai pada Tahap Saturasi

Sampel  Uji   Derajat  Saturasi  (B)  100  kPa   150  kPa   200  kPa  

tanah  Asli  B  ±  1   1,18   1,02   1,1  tanah  +  10%  kapur    B  ±  1   1,04   1,2   1,14  tanah  +  10%  kapur    B  ±  0,8   0,84   0,8   0,8  tanah  +  10%  kapur    B  ±  0,6   0,58   0,6   0,6  

Inti dari tahap saturasi adalah untuk menjenuhkan sampel tanah sesuai dengan derajat

saturasi tertentu. Waktu yang digunakan untuk menjenuhkan tanah pada tanah asli lebih lama

dari pada waktu yang dibutuhkan tanah dengan tambahan 10% kapur. Variasi derajat

kejenuhan pada tanah dengan tambahan 10% kapur menunjukan bahwa waktu yang

dibutuhkan untuk mencapai nilai derajat saturasi B = 1 akan lebih lama dibandingkan dengan

sampel dengan nilai derajat saturasi B = 0,6. Dengan kata lain, waktu yang dibutuhkan untuk

membuat suatu sampel menjadi jenuh sempurna akan lebih lama dari pada waktu yang

dibutuhkan untuk membuat sampel berada pada kondisi jenuh sebagian. Hal ini juga

bergantung pada banyak tidaknya rongga udara antar partikel tanah dalam suatu sampel.

Semakin banyak rongga – rongga udara maka semakin banyak pula air yang dapat mengisi

rongga tersebut sehingga tanah akan menjadi lebih jenuh.

Tahap berikutnya setelah tahap saturasi adalah tahap konsolidasi. Tahap ini bertujuan

untuk mengetahui perubahan volume yang terjadi setelah sampel diberikan tegangan tertentu

hingga terjadi pengaliran air pori keluar dari sampel. Konsolidasi pada seluruh sampel

dilakukan selama 24 jam. Hasil dari tahap konsolidasi didapatkan grafik akar waktu dari

waktu konsolidasi terhadap perubahan volume tanah uji. Tabel 2 menunjukan data hasil tahap

konsolidasi dari kelima sampel pengujian triaksial.

Akibat proses konsolidasi maka terjadi perubahan volume dari contoh tanah akibat

adanya pengaliran air pori keluar dari sampel sebanyak ∆V (Tabel 2). Dimana ∆V merupakan

selisih antara pembacaan volume awal dengan pembacaan volume akhir pada tahap

konsolidasi. Perubahan volume total akan cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya

tegangan efektif yang diberikan. Hal ini terjadi karena semakin besar tegangan efektif yang

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 9: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

diberikan pada tanah maka akan semakin besar pula tekanan yang bekerja pada tanah tersebut

sehingga perubahan volume tanah pun akan semakin besar. Perubahan volume disebabkan

karena adanya pengaliran sebagian air pori dari contoh tanah uji karena kelebihan tekanan air

pori akibat tegangan yang diterima tanah uji. Pada saat konsolidasi air pori keluar dari tanah

uji akibat tekanan yang diberikan pada cell pressure.

Tabel 2. Perubahan Volume Total pada Tahap Konsolidasi

Tahap terahir dari pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi adalah tahap

kompresi. Tahap kompresi dilakukan dengan memberikan gaya aksial pada tanah uji hingga

benda uji mengalami keruntuhan yang ditandai dengan penurunan pembacaan dial beban atau

pembacaan dial menjadi konstan. Secara umum hasil dari pengujian triaksial terkonsolidasi

takterdrainasi adalah grafik keruntuhan tanah uji (lihat Gambar 7 sampai Gambar 11). Dari

grafik tersebut dapat diketahui nilai parameter kekuatan geser tanah. Analisis yang digunakan

dalam pengujian ini adalah dengan metode kondisi kritis.

Gambar 7. Grafik Hasil Pengujian Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi Tanah Asli B = 1

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 10: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

Gambar 8. Grafik Hasil Pengujian Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi Tanah + 10% kapur B = 1

Gambar 9. Grafik Hasil Pengujian Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi Tanah + 10% kapur B = 0,8

Gambar 10. Grafik Hasil Pengujian Triaksial Terkonsolidasi Takterdrainasi Tanah + 10% kapur B = 0,6

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 11: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

Tabel 3. Nilai Parameter Kuat Geser Tanah

Parameter kuat geser tanah hasil pengujian triaksial terkonsolidasi tak terdrainasi pada

tanah asli dan tanah dengan tambahan 10% kapur ditampilkan pada Tabel 3. Pengujian tanah

dengan tambahan 10% kapur menunjukan peningkatan parameter kuat geser tanah dari tanah

asli secara signifikan. Variasi derajat kejenuhan pada tanah dengan tambahan 10% kapur

menunjukan penurunan nilai sudut geser dan kenaikan nilai kohesi seiring dengan

bertambahnya derajat saturasi tanah. Hal ini dikarenakan adanya reaksi tanah dengan kapur

yang menyebabkan tanah menjadi lebih poros yang dibuktikan dengan menurunnya nilai

kepadatan kering tanah. Penambahan kapur menimbulkan muatan positif (kation) dalam air

pori. Penambahan kation ini memungkinkan terjadinya proses tarik menarik antara ion-ion

dari partikel tanah dengan kation dari partikel kapur serta kation dari partikel kapur dengan

anion dari partikel air (proses pertukaran ion). Proses ini mengganggu proses tarik menarik

antara anion dari partikel tanah dengan kation dari partikel air serta proses tarik menarik

antara anion dan kation dari partikel air, sehingga partikel tanah kehilangan daya tarik antar

partikelnya. Berkurangnya daya tarik antar partikel tanah dapat menurunkan kohesi tanah.

Penurunan kohesi ini menyebabkan mudah terlepasnya partikel tanah dari ikatannya.

Pengaruh tegangan efektif yang diberikan pada satu seri pengujian triaksial

terkonsolidasi takterdrainasi sangat mempengaruhi parameter kuat geser tanah. Semakin besar

tegangan efektif yang diberikan saat proses kompresi maka tanah akan semakin mampat

(terkompresi) karena tegangan normal yang diberikan ditahan oleh partikel padat tanah

tersebut. Semakin tinggi derajat kejenuhan suatu tanah maka akan menghasilkan nilai kohesi

yang semakin besar dan nilai sudut tahanan geser yang akan semakin mengecil. Hal ini

dikarenakan adanya kecenderungan partikel – partikel tanah akan terguling dan bergeser

menuju posisi keseimbangan yang baru dibawah tegangan yang bekerja, sehinga

menghasilkan nilai sudut tahanan geser yang semakin mengecil seiring dengan bertambahnya

nilai derajat kejenuhannya.

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 12: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

Gambar 7 diatas menampilkan grafik tegangan efektif terhadap volume spesifik, CSL

(Critical State Line) bergerak ke arah kiri NCL (Normally Consolidated Line). Hal ini

menunjukan bahwa sampel tanah asli dengan B = 1 mengalami normally consolidated. Pada

sampel tanah yang deberi tambahan kapur 10%, baik untuk nilai B = 1, B = 0,8 maupun B =

0,6 CSL bergerak ke arah kanan NCL. Hal ini menunjukan tanah mengalami

overconsolidated. Selain dari grafik hubungan tegangan efektif terhadap volume spesifik,

karakteristik pergerakan tanah juga dapat diamati dari grafik tegangan efektif terhadap

deviator strees. Pada gambar 7 pergerakan tanah cenderung ke arah kiri yang menendakan

tekanan air pori tanah mengalami normally consolidated. Sedangkan pada tanah dengan

tambahan 10% kapur baik pada nilai B = 1, B = 0,8 maupun B = 0,6 pergerakan air pori

cenderung mengarah ke kanan sehingga tanah mengalami overconsolidated.

5. Kesimpulan

Dari seluruh rangkaian penelitian mengenai kuat geser tanah ekspansif baik tanah asli

maupun tanah yang diberi tambahan 10% kapur, dapat diambil kesimpulan :

1. Hasil pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi pada tanah dengan tambahan 10%

kapur menunjukan adanya peningkatan nilai sudut geser ∅!  dan kohesi ! dari tanah asli

pada derajat kejenuhan yang sama (B = 1).

2. Hasil pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi pada tanah dengan tambahan 10%

kapur mengalami kenaikan nilai sudut geser dan kohesi ∅′ dan ! dari tanah asli sebesar

26,82° dan 7,71 kPa menjadi 31,50° dan 34,80 kPa pada derajat saturasi B = 1. Hal ini

menandakan adanya reaksi sementasi akibat reaksi tanah dengan kapur sehingga partikel

– partikel tanah akan menjadi lebih kuat.

3. Hasil pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi pada tanah dengan tambahan 10%

kapur menunjukan pengurangan nilai sudut geser ∅′ dan peningkatan nilai kohesi !

seiring dengan bertambahnya nilai derajat kejenuhan tanah (koefisien B).

4. Hasil pengujian triaksial terkonsolidasi takterdrainasi pada tanah dengan tambahan 10%

kapur dan derajat saturasi B = 1 menunjukan pengurangan nilai sudut geser tanah ∅′ dan

kohesi ! dari tanah dengan tambahan 10% kapur dan derajat saturasi B = 0,6 sebesar

43,90° dan 8,29 kPa menjadi 31,50° dan 34,80 kPa

5. Besarnya nilai sudut geser tanah ∅! dan kohesi ! pada tanah dengan tambahan 10% kapur

menunjukan bahwa perbaikan sifat tanah dengan bahan stabilisasi kapur telah tercapai

dan variasi derajat kejenuhan yang dilakukan pada tanah dengan tambahan 10% kapur

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013

Page 13: STUDI PENGARUH VARIASI DERAJAT KEJENUHAN …

 

menunjukan bahwa paremeter kuat geser tanah telah cukup baik pada derajat saturasi

yang kurang dari satu (tanah jenuh sebagian).

Daftar Referensi

[1] Atkinson, J. (1982). The Mechanics of Soils. An Introduction to Critical State Soil Mechanics. London : McGraw-Hill.

[2] Budhu, M. (1997). Soil Mechanics and Foundation. New York : J. Wiley and Sons, Inc. [3] Craig, R.F. (1987). Mekanika Tanah (4th ed.). (Soepandji, B.S.). Jakarta : Erlangga.

[4] Das, B.M. (1990). Prinsip – Prinsip Rekayasa Geoteknis (Jilid 1). (Noor Endah & Indrasurya B Mochtar). Jakarta : Erlangga.

[5] Departemen Pekerjaan Umum, (2005). Pedoman Konstruksi dan Bangunan.

Perencanaan Stabilisasi Tanah Dengan Bahan Serbuk Pengikat Untuk Konstruksi Jalan. Departemen Pekerjaan Umum : Jakarta

[6] Hardiyatmo, H.C. (1992). Mekanika tanah I. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. [7] Hardiyatmo, H.C. (2010). Stabilisasi Tanah untuk Perkerasan Jalan. Yogyakarta :

Gadjah Mada University Pres [8] Nelson, J.D. (1991). Expansive Soils, Problems and Practice in Foundation and

Pavement Engineering. Colorado : John Wiley & Sons, Inc.

Studi pengaruh..., Ria Dany Eviliana, FT UI, 2013