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