KORELASI ANTARA GRADASI MATERIAL TIMBUNAN REKLAMASI DENGAN KEPADATAN DAN KUAT GESER TANAH ABSTRAK

KORELASI ANTARA GRADASI MATERIAL TIMBUNAN REKLAMASI DENGAN KEPADATAN DAN KUAT GESER TANAH Kukuh Prihatin (Mhs S2 Geoteknik FTSP ITS) Prof. Dr. Ir. Herman Wahyudi (Dosen Pembimbing) Email: [email protected]

ABSTRAK Pengembangan lahan dengan cara penimbunan reklamasi memerlukan material yang harus memenuhi persyaratan gradasi butiran, kerikil maksimum 30%, pasir minimum 50% dan lanau-lempung maksimum 20%, disamping persyaratan kepadatan timbunan. Pihak pelaksana lapangan, umumnya ingin mengetahui secara cepat dan mudah dari material yang tiba, hanya dengan uji ayakan dapat langsung ditentukan derajat kepadatannya tanpa harus melakukan uji kepadatan. Selain itu adanya kesulitan dalam menentukan tingkat kepadatan karena tanah timbunan yang tiba di lapangan didominasi lanau-lempung. Perubahan kadar air juga berpengaruh terhadap kwalitas kepadatan, karena musim penghujan dan pasang surut air. Posisi muka air mempengaruhi kondisi tanah timbunan menjadi jenuh dan tidak jenuh. Semua permasalahan ini akan mempengaruhi daya dukung tanah timbunan reklamasi yaitu kuat geser tanah (sudut geser dalam,φ dan kohesi,C). Penelitian melalui uji laboratorium ini menggunakan material timbunan yang diambil dari quarry sungai, pantai dan bukit dengan persyaratan lanau-lempung maksimum 20% dan pasir minimal 80%, dengan material kerikil terwakili oleh pasir. Material tersebut diuji ayakan dan hidrometer serta hasilnya dibuat grafik gradasi berdasarkan metode USCS untuk menentukan Cu (koefisien keseragaman) dan Cc (koefisien curvature). Berikutnya, pemadatan Modified Proctor dengan jumlah sampel sebanyak 50 sampel (10 lokasi x 5 sampel/lokasi). Tahap akhir, pengujian kuat geser tanah dengan uji Direct Shear sebanyak 60 sampel (10 lokasi x 3 sampel/lokasi x 2 sampel kondisi jenuh-tidak jenuh) dengan kadar air kondisi jenuh (pada garis Zero Air Void) dan tidak jenuh (pada wopt) yang ditentukan dari grafik pemadatan, untuk memperoleh C dan φ. Hasil penelitian menunjukkan semakin besar Cc/Cu (tanah semakin homogen) maka semakin kecil γdmax (γdmax = -0,808.Cc/Cu + 2,061) dan semakin besar wopt (wopt = 7,512.Cc/Cu + 9,492) dan sebaliknya. Sedangkan semakin besar nilai Cc/Cu maka semakin kecil nilai kohesi (C) dan sudut geser dalam (φ). Kondisi tidak jenuh menunjukkan nilai yang lebih besar ( C = -0,088.Cc/Cu + 0,087 dan φ = -29,886.Cc/Cu + 53,309) dibandingkan pada kondisi jenuh ( C = -0,057.Cc/Cu + 0,072 dan φ = -33,052.Cc/Cu + 48,761) pada nilai Cc/Cu yang sama. Persamaan antar parameter ini hanya valid digunakan untuk material timbunan reklamasi dengan komposisi pasir minimal 80% dan lanau-lempung maksimal 20%. Kata kunci: gradasi, timbunan, reklamasi, kepadatan, kuat geser tanah

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pertumbuhan penduduk yang tinggi mengakibatkan lahan hunian semakin sempit dan perlu adanya pengembangan lahan.

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-19

Salah satu cara untuk tujuan pengembangan kawasan dengan cara reklamasi. Salah satu type reklamasi adalah suatu pekerjaan penimbunan tanah dengan skala volume dan luasan yang sangat besar pada suatu lahan atau kawasan kosong dan berair seperti di

Korelasi Antara Gradasi Material Timbunan Reklamasi Dengan Kepadatan Dan Kuat Geser Tanah

kawasan pantai, daerah rawa, sungai, danau dan suatu lokasi di laut. Reklamasi merupakan suatu cara tepat untuk mengatasi social cost yang tinggi untuk pembebasan tanah di kawasan yang padat penduduknya. Pelaksanaan reklamasi pantai membutuhkan volume material timbunan sangat besar. Selain persyaratan gradasi material timbunan dengan komposisi kerikil maksimum 30%, pasir minimum 50% dan lanau-lempung maksimum 20% (Wahyudi, Herman, 1997, Teknik Reklamasi, Teknik Sipil ITS, Surabaya), persyaratan kepadatan juga harus dipenuhi. Umumnya pihak Kontraktor ingin mengetahui secara cepat dan mudah pada saat material timbunan tiba di lapangan, hanya dengan pengujian ayakan dapat ditentukan material tersebut memenuhi persyaratan atau tidak sebagai material timbunan sesuai dengan kepadatan yang disyaratkan tanpa harus melakukan uji kepadatan. Penentuan gradasi tanah timbunan sangat penting karena akan sangat mempengaruhi distribusi ukuran butiran, apakah bergradasi baik (well graded), buruk (poorly graded) atau selang (gap graded). Gradasi-gradasi ini ditentukan dari nilai koefisien keseragaman (Cu) dan koefisien curvature (Cc), yang sangat mempengaruhi kepadatan timbunan. Untuk menentukan tingkat kepadatan suatu tanah dapat dilihat dari tiga parameter yaitu relative density (DR), berat volume kering (γd) dan angka pori (e). Relative density hanya digunakan untuk jenis tanah granular, sedangkan berat volume kering (γd) dan angka pori (e) untuk semua jenis tanah yaitu tanah berbutir halus maupun berbutir kasar (granular). Parameter berat volume kering (γd) sering digunakan para praktisi lapangan sebagai parameter kepadatan tanah timbunan serta sesuai digunakan pada pekerjaan reklamasi karena jenis tanah timbunannya terdiri dari tanah berbutir halus dan kasar. Day (1997) dalam diskusinya mengatakan bahwa kepadatan, yang ditentukan dari angka pori, dipengaruhi oleh adanya partikel lempung untuk mengisi ruang pori yang paling kecil. Semakin besar kandungan

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-20

lempung pada tanah timbunan maka akan mempengaruhi kepadatan. Di lapangan banyak terjadi material yang datang dominan lanau-lempung. Selain itu kepadatan juga dipengaruhi oleh kadar air. Di lapangan kadar air dipengaruhi oleh adanya musim penghujan dan pasang surut air. Pengaruh level muka air mengakibatkan ada bagian timbunan yang terendam air (jenuh) dan ada bagian timbunan di atas muka air (tidak jenuh). Kondisi jenuh dan tidak jenuh ini mempengaruhi proses pemadatan dan stabilitas tanah timbunan. Stabilitas tanah timbunan dapat dilihat dari kekuatan geser tanahnya yaitu sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C). Dari beberapa permasalahan diatas maka diambil judul korelasi antara gradasi material timbunan reklamasi dengan kepadatan dan kuat geser tanah. Dari studi ini diharapkan dengan hanya diketahui nilai Cu dan Ccnya, dapat langsung diperoleh nilai kepadatan dan kekuatan geser tanah yaitu berupa berat volume kering (γd), kadar air optimum (wopt), sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C) tanah. 1.2. Permasalahan Secara umum permasalahan yang terjadi di lapangan adalah adanya kerancuan atau kesulitan dalam menentukan tingkat kepadatan tanah timbunan reklamasi akibat adanya perubahan gradasi dan perubahan kadar air. Perubahan gradasi terjadi akibat seringnya material tanah timbunan yang tiba di lapangan dominan lanau-lempung. Sedangkan kadar air sangat dipengaruhi oleh adanya musim penghujan dan pasang surut air. Pekerjaan reklamasi selalu tergantung pada level muka air, ada bagian yang terendam air dan ada bagian di atas muka air yaitu kondisi jenuh dan tidak jenuh yang akan mempengaruhi daya dukung tanah timbunan yang terlihat dari kekuatan geser tanah. Melihat kondisi tersebut maka permasalahan yang terjadi adalah : - Bagaimana hubungan antara koefisien Cu, Cc dan gradasi butiran dengan kepadatan (γd ) - Bagaimana hubungan antara koefisien Cu dan Cc terhadap kuat geser tanah yaitu

Kukuh Prihatin, Herman Wahyudi

sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C) kondisi jenuh dan tidak jenuh - Bagaimana pengaruh kadar air (w) terhadap kepadatan (γd) dan kuat geser tanah (φ dan C). - Bagaimana hubungan antar parameter fisis dan mekanis tanah (γd , w, φ dan C ) 1.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui korelasi antara gradasi material timbunan reklamasi, dari nilai koefisien keseragaman (Cu) dan koefisien curvature (Cc) dengan kepadatan, yang ditentukan dari nilai berat volume kering (γd) dan kadar air optimum (wopt), serta kuat geser tanah timbunan yaitu sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C) tanah dalam keadaan jenuh (saturated soil) dan tidak jenuh (unsaturated soil). 1.4. Batasan Masalah Mengingat tingkat kedalaman dan sangat spesifiknya judul penelitian ”Korelasi antara gradasi material timbunan reklamasi dengan kepadatan dan kuat geser tanah”, maka yang dipelajari dalam penelitian ini adalah pengaruh kepadatan dan kuat geser tanah terhadap : - pengujian pemadatan yang digunakan adalah Modified Proctor Test karena pada saat pelaksanaan pekerjaan reklamasi dan operasional banyak menggunakan alat berat. - pengambilan sampel dilakukan pada 10 lokasi yaitu Sungai Kedungombo Warujayeng Nganjuk, Sungai Brantas Kertosono Nganjuk, Sungai Lanang Ngrambe Ngawi, Sungai Lengkong Gulugulu Sumenep, Sungai Talambung Ganding Sumenep, Pantai Lombang Sumenep, Pesisir Pantai Camplong Sampang, Pantai Prigi Trenggalek, Pantai Kenjeran Surabaya dan Bukit Ramania Samarinda. 1.5. Lingkup Pekerjaan Pada penelitian ini akan dilaksanakan pengujian-pengujian di laboratorium : - Test Ayakan → untuk memperoleh diameter butiran tanah dengan % lolos pada tanah berbutir kasar (pasir)

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-21

- Test Hidrometer → untuk memperoleh diameter butiran tanah dengan % lolos pada tanah berbutir halus - Test Specific Gravity → untuk memperoleh Gs - Test Modified Proctor → untuk memperoleh berat volume kering maksimum (γdmax) dan kadar air optimum (wopt) - Test Direct Shear → untuk memperoleh sudut geser dalam tanah (φ) dan kohesi (C) dalam kondisi jenuh dan tidak jenuh 1.6. Kontribusi Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat menjadi solusi di dalam penanganan masalah pemilihan material timbunan pada reklamasi pantai untuk memperkirakan kepadatan yang diinginkan berdasarkan komposisi butiran material timbunan yang datang di lapangan. Penelitian ini juga dapat sebagai masukan para praktisi lapangan karena adanya daftar nilai korelasi antara material timbunan yang ada di lapangan dengan kepadatan (γd) dan kadar air optimum (wopt) serta kekuatan geser tanah yaitu sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C) tanah, baik dalam kondisi jenuh maupun tidak jenuh. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Material Reklamasi Persyaratan teknis dari material reklamasi tidak boleh berupa pasir halus homogen 100%, atau material yang kandungan lempungnya terlalu banyak (≥ 20%). Apabila pada material timbunan tersebut terlampau banyak kandungan lempungnya, maka dapat mengakibatkan instabilitas (akibat kembang susut yang besar, settlement atau pemampatan yang besar, mudah bergerak, daya dukung tanah rendah) di dalam timbunan reklamasi itu sendiri. Hal ini akan lebih diperparah lagi dengan adanya perilaku yang sama pada lapisan tanah aslinya yang soft clay. Material untuk timbunan reklamasi menurut SETRA dan LCPC (1976) harus memenuhi persyaratan kerikil maksimum 30%, pasir


minimum 50% dan lanau-lempung maksimum 20%. Sumber material (quarry) timbunan reklamasi dapat diperoleh dari : dasar laut, pulau tertentu, daratan (bukit, gunung), dasar sungai dan dasar danau. Untuk itu diperlukan survey quarry pada tahap studi atau perencanaan, untuk mengidentifikasi kualitas material reklamasi dan jumlah atau volume material yang tersedia.

2.2. Hubungan Berat-Volume Tanah a. Kadar air Kadar air adalah perbandingan antara berat air (Ww) dengan berat butiran (Ws).

W ω = W × 100% …………………………….(1) WS b. Specific gravity (Gs) Perbandingan antara berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw).

GS =

γS …………………………………………(2) γW

c. Derajat kejenuhan (Sr) Rasio antara air yang ada di dalam pori tanah (Vw) terhadap seluruh isi pori (Vv). Derajat kejenuhan merupakan persentase dari volume rongga total yang mengandung air.

Sr =

Vw × 100% ........................(3) Vv

Dari persamaan diatas menunjukkan bahwa apabila tanah dalam keadaan kering (tidak mengandung air) maka Sr = 0%. Jika poripori terisi penuh oleh air maka tanah akan jenuh, Sr = 100%. 2.3. Analisa Ukuran Butiran 2.3.1. Analisa ayakan Satu dari sifat-sifat yang paling penting dari butiran kasar adalah distribusi ukuran butiran. Untuk ukuran yang paling halus digunakan ayakan no. 200 (= 0,075 mm). Ayakan no. 200 diambil sebagai batas standar antara tanah berbutir kasar dan berbutir halus. Test analisa ayakan digunakan untuk ukuran tanah lebih dari 0,075 mm.

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-22

2.3.2. Hidrometer Test ini digunakan untuk menentukan ukuran butiran dari ukuran tanah kurang dari 0,075 mm. 2.4. Gradasi Distribusi ukuran butiran tanah dikenal dengan gradasi. Gradasi biasanya dikenal pada tanah yang berbutir kasar. Indikasi gradasi dapat dihitung secara numerik dari kurva ukuran butiran dengan memakai koefisien keseragaman (uniformity coefficient, Cu) yang didefinisikan sebagai :

CU =

D60 .. ..................................(4) D10

Bentuk kurva antara ukuran butiran D60 dan D10 didefinisikan sebagai koefisien curvature (coefficient of curvature, Cc) yang 2

didefinisikan sebagai CC =

D30 ..…(5), D60 ⋅ D10

dengan : D10 : diameter butiran pada 10% lolos saringan D30 : diameter butiran pada 30% lolos saringan D60 : diameter butiran pada 60% lolos saringan Koefisien keseragaman (Cu) menunjukkan suatu rentang ukuran butiran tanah. Jika nilai Cu besar maka rentang ukuran butiran besar juga, berarti ukuran butiran tanah bervariasi dan tanah ini dianggap sebagai tanah bergradasi baik (well graded). jika nilai Cu < 4, semakin kecil nilai Cu maka ukuran butiran semakin sama (poorly graded). Koefisien curvature (Cc) digunakan sebagai suatu ukuran dari bentuk kurva distribusi ukuran butiran. Jika Cc = 1, tanah dipertimbangkan sebagai tanah bergradasi baik (well graded). Untuk nilai Cc terlalu besar atau terlalu kecil (Cc < 1 atau Cc > 1) maka tanah tersebut hanya memiliki ukuran butiran besar dan kecil, sedangkan ukuran medium tidak ada, yang disebut dengan tanah bergradasi senggang (gap graded). Pada kriteria klasifikasi tanah menurut metode USCS (Unified Soil Classification System) untuk tanah dominan pasir maka tanah bergradasi baik (well graded)


memiliki nilai Cu > 6 dan Cc 1 – 3 (Gambar 1. kurva A). Tanah bergradasi jelek (poorly graded) adalah tanah yang bergradasi seragam yang terdiri dari partikel butiran mendekati ukuran yang sama (Gambar 1. kurva B). Nilai Cc pada tanah bergradasi jelek adalah terlalu besar atau terlalu kecil, yang menunjukkan bahwa beberapa ukuran butiran tidak terdapat pada contoh di antara D60 dan D10 sehingga tanah tadi dianggap mempunyai gradasi atau pembagian butiran yang kurang baik. Tanah tersebut bergradasi senggang (gap graded) yaitu tanah yang memiliki ukuran butiran besar dan kecil, sedangkan ukuran medium tidak ada (Gambar 1. kurva C). 100 90 Persen Lolos (%)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 10.000

1.000

0.100

0.010

0.001

Diameter butiran (mm) A = w ell graded

B = poorly graded

C = gap graded

Gambar 1. Tipe-tipe kurva distribusi ukuran butiran tanah

2.5. Pemadatan Pemadatan tanah terdiri dari kumpulan partikel tanah yang dipadatkan oleh mesin sehingga terjadi peningkatan berat volume kering tanah. Pemadatan hanya mengurangi fraksi udara, yang akan merubah kadar air dan tidak punya pengaruh pada volume solid. Pada teori, proses pemadatan paling efektif melepaskan udara secara lengkap. Tetapi pada prakteknya pemadatan tidak bisa menghilangkan udara sama sekali, tetapi hanya mengurangi udara menjadi minimum. Day (1997) [1] dalam diskusinya mengatakan bahwa faktor-faktor yang diperlukan untuk memperkecil void ratio (e) pada saat pemadatan adalah distribusi ukuran butiran bergradasi baik (well graded), ratio antara d100/d0 (ratio antara ukuran diameter butiran terbesar dan terkecil) tinggi, partikel lempung (dengan activity rendah) untuk mengisi ruang pori yang terkecil dan proses pemadatan, untuk

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-23

menekan partikel tanah menjadi susunan yang lebih padat. Lee dan Suedkamp (1972) [2] telah mempelajari kurva-kurva pemadatan dari 35 jenis tanah. Mereka menyimpulkan bahwa kurva pemadatan tanah-tanah tersebut dapat dibedakan hanya menjadi empat tipe umum. Hasilnya terlihat pada Gambar 2. Kurva pemadatan tipe A berbentuk bel umumnya terdapat hampir pada semua tanah lempung dengan nilai batas cair (LL) antara 30 – 70. Kurva tipe B berpuncak satu setengah, umumnya terdapat pada pasir dengan LL < 30 (kurva tipe B merupakan hasil yang lebih cocok dengan kondisi sampel pengujian kami yang dominan tanah pasir). Kurva tipe B ini menunjukkan bahwa berat volume kering umumnya cenderung untuk menurun dahulu dengan naiknya kadar air, kemudian naik sampai mencapai harga maksimum dengan penambahan kadar air lebih lanjut. Penurunan berat volume kering pada awal kurva disebabkan karena pengaruh peristiwa kapiler pada tanah. Pada kadar air yang lebih rendah, adanya tegangan tarik kapiler pada pori-pori tanah mencegah kecenderungan partikel tanah untuk bergerak dengan bebas untuk menjadi lebih padat. Kemudian tegangan kapiler tersebut akan berkurang dengan bertambahnya kadar air sehingga partikelpartikel menjadi mudah bergerak dan menjadi lebih padat. Kurva tipe C berpuncak ganda, yang terdapat pada tanah dengan LL < 30 atau LL > 70. Kurva tipe D berbentuk ganjil, umumnya terdapat pada tanah yang mempunyai LL > 70.

Gambar 2. Empat tipe kurva pemadatan yang sering dijumpai pada tanah (Lee dan Suedkamp, 1972)


Nilai puncak dari berat isi kering disebut kerapatan kering maksimum dan kadar air pada kerapatan kering maksimum disebut kadar air optimum. Sebuah garis pori udara nol (zero air void, ZAV) dapat digambarkan dan selalu berada diatas kurva pemadatan apabila nilai Gs yang benar telah digunakan. Garis ZAV menunjukkan kerapatan kering pada saat kejenuhan 100% (SR = 100%). Hubungan antara kadar air (ω) dan berat volume kering (γd) dapat dirumuskan sebagai berikut :

γS ..............................................(6) 1+ω γ ⋅ Gs ..(7 ) Va = 0, S r = 100% → γ ZAV = W 1 + Gs ⋅ ω γd =

dengan : γs : berat volume tanah basah (g/cc) Va : volume udara (cc) Sr : derajat kejenuhan (%) Gs : berat spesifik tanah Kuat Geser Tanah Untuk mengetahui salah satu sifat mekanis tanah (engineering properties) yaitu nilai kuat geser tanah maka perlu dilakukan pengujian laboratorium. Untuk jenis tanah yang dominan pasir maka digunakan uji direct shear (kuat geser langsung), yang berguna untuk mengetahui kekuatan tanah terhadap gaya horizontal. Kekuatan tanah dapat berupa parameter kohesi ( C ) dan sudut geser dalam ( φ ). Tegangan geser, τ (kg/cm2)

2.6.

τ = σ' tg φ' + C’ φ' C’ Tegangan normal, σ (kg/cm2)

Gambar 3. Contoh hasil pengujian direct shear Dengan menggunakan rumus kekuatan geser tanah, τ = σ ′ ⋅ tgφ ′ + C ′ , ..................(8) dengan : σ’ : tegangan efektif, σ’ = σ - U (kg/cm2)

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-24

σ : tegangan total (kg/cm2) U : tegangan air pori (kg/cm2) φ’ : sudut geser dalam tanah efektif ( ° ) C’ : kohesi tanah efektif (kg/cm2) akan diperoleh parameter kuat geser tanah, yaitu sudut geser dalam (φ) dan kohesi (C) seperti pada Gambar 3. diatas. 2.7. Teori Korelasi Korelasi adalah derajat hubungan antara variabel-variabel yang bertujuan untuk mengetahui seberapa baik suatu persamaan linear atau persamaan lainnya dapat menjelaskan hubungan di antara variabelvariabel tersebut. Hubungan x dan y dikatakan positif apabila kenaikan (penurunan) x pada umumnya diikuti oleh kenaikan (penurunan) y. Sebaliknya dikatakan negatif kalau kenaikan (penurunan) x pada umumnya diikuti oleh penurunan (kenaikan) y. Kuat dan tidaknya hubungan antara x dan y diukur dengan suatu nilai yang disebut koefisien korelasi (dilambangkan r). Nilai koefisien korelasi adalah -1 ≤ r ≤ 1, yang artinya : Jika r = 1, hubungan x dan y sempurna dan positif (mendekati 1, yaitu hubungan sangat kuat dan positif). r = -1, hubungan x dan y sempurna dan negatif (mendekati -1, yaitu hubungan sangat kuat dan negatif). r = 0, hubungan x dan y lemah sekali dan tidak ada hubungan.


3.METODOLOGI PENELITIAN Tahapan penelitian terlihat pada Gambar 4 berikut.

Tabel 1. Kondisi Awal Material Tanah Timbunan AyakanHidrometer

Persiapan Material Timbunan

Lokasi

Gs

Fraksi Sand (%)

Fraksi silt-clay (%)

Cu

Cc

Cc/ Cu

2.87

86.57

13.43

43.67

2.94

0.07

2.67

86.8

13.20

50.00

5.56

0.11

2.87

99.82

0.18

4.68

0.72

0.15

2.56

97.04

2.96

4.13

0.90

0.22

2.84

96.26

3.74

2.76

0.87

0.32

2.68

99.79

0.21

2.36

0.82

0.35

2.61

99.17

0.83

2.20

0.89

0.40

2.92

99.87

0.13

2.07

0.90

0.44

2.61

94.13

5.87

2.68

1.25

0.46

2.63

99.46

0.54

1.90

0.90

0.47

Pengujian Ayakan dan Hidrometer Persyaratan Material Timbunan : - Pasir (min. 80%) - Lanau+lempung (max. 20%) ya

Sungai Kedungombo Sungai Lengkong Sungai Lanang Bukit Ramania Sungai Brantas Pantai Camplong Pantai Kenjeran

tidak

Kurva Hasil Pengujian Ayakan dan Hidrometer untuk mendapatkan : - well graded (Cc = 1 – 3, Cu > 6) - poorly graded (Cc sangat besar atau sangat kecil) Pengujian Specific Gravity (Gs)

Pantai Prigi Sungai Talambung Pantai Lombang

Pemeraman benda uji 1 hari

Sumber : Hasil Pengujian

Uji Pemadatan Proctor Modified Kurva Pemadatan untuk mendapatkan γd dan ωopt (kondisi tidak jenuh ) dan γd dan ω pada garis ZAV (kondisi jenuh)

100 90 Sungai Kedungom bo Warujayeng

80

Sungai Lengkong Sumenep

70

Pemeraman benda uji 1 hari (kondisi jenuh)

% Lolos

Pemeraman benda uji 1 hari (kondisi tidak jenuh)

Sungai Lanang Ngawi Bukit Ram ani a Samarinda

60

Sungai Brantas Kertos ono Pantai Campl ong Sampang

50

Pantai Kenj eran Surabaya

40

Pantai Prigi Trenggal ek Sungai Talambung Sumenep

30

Pemadatan statis dengan Versa Tester

Pantai Lom bang Sumenep

20

Pemadatan statis dengan Versa Tester

10 0 10

1

0.1

0.01

0.001

Ukuran Butiran (mm)

Pengujian Direct Shear (kondisi tidak jenuh) Hasil Direct Shear untuk mendapatkan C dan φ (kondisi tidak jenuh)

Pengujian Direct Shear (kondisi jenuh)

Gambar 5. Distribusi ukuran butiran dari berbagai lokasi sungai, pantai dan bukit berdasarkan sistem klasifikasi tanah USCS

Hasil Direct Shear untuk mendapatkan C dan φ (kondisi jenuh)

Analisa korelasi antar parameter

Gambar 4. Diagram alir tahapan dan jenis pengujian yang dilakukan

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Sifat-sifat Fisik Benda Uji Secara umum, sifat-sifat fisik dari benda uji yang digunakan pada penelitian ini didasarkan pada pengujian distribusi ukuran butiran dan analisa hidrometer serta berat jenis. Sedangkan klasifikasi tanah diperoleh dengan menggunakan klasifikasi standar USCS. Sifat-sifat fisik dan klasifikasi tanah ditunjukkan pada Tabel 1.

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-25

Dari hasil pengujian ayakan dan hidrometer (Tabel 1) terlihat bahwa material timbunan yang berasal dari sungai dan bukit kandungan fraksi halusnya (lanau-lempung) lebih besar dari 2%, kecuali pada lokasi Sungai Lanang Ngrambe Ngawi yang hanya mengandung fraksi halusnya 0,18%. Jika dibandingkan dengan lokasi material timbunan dari pantai maka terlihat fraksi halusnya hanya berkisar antara 0,13% – 0,83%. Pada Gambar 5 menunjukkan semakin kecil rasio koefisien gradasi Cc/Cu material tanah timbunan cenderung semakin heterogen, atau sebaliknya bila Cc/Cu semakin besar maka material tanah timbunan cenderung semakin homogen atau uniform. Ini terlihat


pada Tabel 1 yang mengklasifikasikan tanah menurut metode USCS bahwa gradasi material timbunan pada Sungai Kedungombo Warujayeng bergradasi baik (well graded) karena Cu > 6 dan Cc berkisar antara 1 – 3 dengan rasio Cc/Cu terkecil yaitu 0,067 dibandingkan lainnya yang bergradasi buruk (poorly graded). 4.2. Pengujian Proctor Modified

γdmax

γ ZAV wopti wZAV

Gambar 7 .Sa l ah s at uc ont oh has i lgr af i k Proctor Modified unt ukpenent uank adarai r kondi s ij enuhdant i da kj enuh

2.10

2.00

4.2.1. Korelasi antara Cc/Cu dengan Kepadatan (γdmax) Dar ihas i lgr adas imat er i a lt i mbunan dan s al ahs at upar amet erkepa dat a nyai t uber at Gambar 8) v ol umeker i ngma ks i mum,γdmax ( menunj ukka ns emaki n bes ar r at i o Cc/Cu maka ber at v ol ume k er i ng maks i mum c ender ungt ur un,a t aus ebal i k nya .

γ dmax (gr/cc)

Sungai Brantas Kertosono Sungai Lanang Ngrambe Ngaw i

1.80

Sungai Lengkong Gulu-gulu Sumenep Sungai Talambung Ganding Sumenep Pantai Prigi Trenggalek Pantai Kenjeran Surabaya

1.70

Pantai Camplong Sampang Pantai Lombang Sumenep Bukit Ramania Samarinda

1.60

1.50

1.40 0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

wo pt (%)

Gambar 6. Kurva pemadatan pada 10 lokasi material timbunan reklamasi Pada Gambar 6. menunjukkan kurva pemadatan di lokasi sungai dan bukit dominan berbentuk bel (tipe A), kecuali pada Sungai Talambung dengan 2 puncak (tipe C). Sedangkan material timbunan reklamasi pada lokasi pantai didominasi tipe B karena material pada lokasi pantai mengandung lebih dari 55% pasir halus, sehingga cenderung γdmax yang terjadi lebih rendah dengan kadar air lebih tinggi dibandingkan material dari lokasi sungai atau bukit. Hasil uji pemadatan Proctor Modified ini juga digunakan untuk pengujian Direct Shear untuk kondisi jenuh dan tidak jenuh. Penentuan kadar air pada kondisi jenuh dan tidak jenuh dapat dilihat pada Gambar 7. Untuk kondisi jenuh, kadar air diperoleh dari berat volume kering maksimum ( dmax) y angmemot onggar i sZAV ( Zero Air Void) , s edangkankondi s it i dakj enuh,kadarai r nya . adal ah ka darai ropt i mum ( wopt)

ISBN No. 978-979-18342-0-9

E-26

Hal i ni di s ebabkan ka r ena Cc/Cu y ang s emaki n bes a rma ka ukur an but i r an t anah c ender ungs ama( homogen) ,aki bat nyaant ar but i r an t anah a da r uang por iy ang kos ong s ehi ngga menunj ukkan bahwa kepadat an y ang t er j adi l ebi h r endah di bandi ng kan dengan t anah yang memi l i k igr a das iba i k ( well graded) dan s eca r a l angs ung mengak i bat kan t ur unnya s al ah s at u pa r amet er kepada t an t anah y ai t u ber at v ol umeker i ngmaks i mum. Kore lasi antara Cc/Cu dengan Berat Volume Kering Maksimum (γ dmax) 2.20

2.10

2.00 (gr/c c)

Sungai Kedungombo Nganjuk

dmax

1.90

1.90

sungai bukit pantai

1.80 y = -0.808x + 2.061 R2 = 0,852 r = -0,927 s = 0,053

1.70

1.60

1.50 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

Cc/Cu

Gambar 8. Penga r uh gr a das i mat er i a l t i mbunan r ekl ama s i ( Cc /Cu) t er hadap ber atv ol umeker i ngma ks i mum ( γdmax) 4.2.2. Korelasi antara Cc/Cu dengan Kepadatan (wopt) Ber da s ar kanhas i lgr adas imat er i alt i mbunan dan s al ah s at u par amet erkepadat an yai t u ka darai ropt i mum ( wopt)pada Gambar 9 t er l i hat bahwa t r end r at i o Cc /Cu dengan


ka darai ropt i mum membent uk g ar i sl ur us ( l i nea r ) ,ya i t us emaki n bes ar r as i o Cc /Cu ma ka kadar ai r opt i mum c ender ung na i k, at aus ebal i k nya .

Korelasi antara Cc/Cu dengan Kohesi Kondisi Jenuh dan Tidak Jenuh 0.090

Kohesi (kg/cm2)

0.080

Hali nidi s ebabkan kar ena s ema ki n bes ar r at i o Cc/Cu but i r an mat er i al t i mbunan c ender ungs ama( uniform)dengandi amet er but i r an s emaki n kec i l( por ima ki n bes a r ) s ehi ngga bany ak di per l ukan ai r por iagar di per ol ehkepada t anyangmak s i mum.

y = -0,088x + 0,087 R2 = 0,911 r = -0,963 s = 0,004

0.070

Jenuh Tidak Jenuh

0.060

y = -0,057x + 0,072 R2 = 0,974 r = -0,920 s = 0,004

0.050

0.040

0.030 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

Cc/Cu

S el ai ni t u pada Gambar 9 menunj uk kan peni ng kat a nr as i o Cc/Cu di domi nas i ol eh mat er i alt i mbunanyangdi ambi ldar il ok as i pant a idengankadarai ropt i mum l ebi hbes ar dar i11%.Unt uk menca paik epadat an yang ma ks i mum ( ber atvol ume ker i ng)mat er i al t i mbunan pada l okas ipant aimemer l ukan ka dara i ropt i mum y angl ebi hbes ar ,ka r ena mat er i al t i mbuna n pa da l ok as i pant ai di domi nas i ol eh pas i r ha l us ( fine sand) deng andi a met erbut i r anny al ebi hkec i ldar i 0, 425mm,y angmemer l ukanai rl ebi hbes ar unt ukmenj a dipa dat di bandi ng kandengan mat er i alt i mbunan y ang ada pada s ungai at aubuki tdengankandunganr at ar at apas i r hal us ny akur angdar i40%. Korelasi anta ra Cc/Cu dengan Ka dar Air Optimum (wo pt) 15.00

14.00

wopt (%)

13.00

12.00

sungai pantai bukit

11.00 y = 7.512x + 9.492 R2 = 0.764 r = 0.874 s = 0.672

10.00

9.00

8.00 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

Cc/Cu

Gambar 9. Peng ar uh g r ada s i mat er i al t i mbuna nr ek l a mas i ( Cc /Cu) t er ha dap kada rai ropt i mum ( wopt) 4.3. Pengujian Direct Shear 4.3.1. Korelasi antara Cc/Cu dengan Kuat Geser Tanah (C) Pada Gambar 10 menunj ukk an s emak i n bes ar ni l ai Cc/Cu maka ni l ai kohes i c ender ungt ur un.S emak i nbes arni l air a s i o Cc /Cu maka s emak i n j el ek gr adas i but i r anny a,yai t u cender ung uniform yang ber ar t ipa das aatdi campurmas i hadavoid ant ar a but i r anny a, s ehi ng ga i ka t an ant ar but i r anny a( kohes i )akanber kur ang.

I S BNNo.9789791834209

Gambar 10. Pengar uh g r ada s i mat er i a l t i mbunan r ekl ama s i ( Cc /Cu) t er hadap kohes i( C) pa da kondi s ij enuh dan t i dak j enuh Kohes ij uga di pengar uhiol eh adany a ai r , y a i t u kondi s ij enuh dan t i dak j enuh.Dar i Gambar 10 t er l i hat bahwa dengan ni l ai Cc /Cu yang s ama maka ni l aikohes ipada kondi s it i dak j enuh akan l ebi h bes ar di bandi ngka n dengan kohes ipada kondi s i j enuh. Hal i ni k ar ena adany a ai ra kan membua tj ar akant a r ai kat anant arbut i r an s emaki nmenj auhdanaki ba t ny aday ak ohes i ant arbut i r annyaakanber kur ang. Pa da awalni l aiCc/Cu t er l i hatni l aik ohes i pa dakondi s ij enuh dan t i dakj enuh s angat s i gni f i can dan s emaki n bes ar r as i o Cc/Cu maka ni l a ikohes ipada k ondi s ij enuh dan t i dak j enuh s ema ki n dekat dan ber t emu pa dani l a iCc/Cu=0, 47denganni l a ik ohes i ni menunj uk kan s ebes ar 0, 46 kg/c m2. I bahwas emaki nbes arni l aiCc /Cukandungan kohes i ny as emaki n kec i l( di domi nas iol eh pa s i r hal us s ebes ar 99%) s ehi ngga k ohes i y ang t er j adi t i da k ber gant ung ai r yai t u ak i batgayaVan Der Waal ya i t ugay at ar i k menar i k ant arbut i r an l empung y ang t i dak ber gant ungs i f atai r . 4.3.2. Korelasi antara Cc/Cu dengan Kuat Geser Tanah (φ) Pa da Gambar 11 menunj ukk an s emaki n kec i l ni l aiCc/Cu maka ni l ais udut ges er da l am c ender ung nai k.S emaki n kec i lni l ai r as i o Cc/Cu maka s emak i n bai k gr adas i but i r anny a kar ena t anah memi l i kiber bagai mac am ukur anbut i r an.J i kat anahmemi l i ki ukur anbut i r a ny angber v ar i as imakat anah t er s ebut a kan l ebi h padat dan s t a bi l da r i pada t anah y ang t er di r i dar i ukur an but i r an yang s er aga m ( Cc/Cu bes ar )yai t u mat er i alda r il okas ipant a idengan di mens i

E27


but i r anl ebi hkec i ldant ek s t url ebi hha l us . J i ka but i r an t anahny as emak i n ber v ar i as i ( het er og en, bent uk but i r an, di mens i dan t ek s t ur ) , ma ka as pek interlocking a kan meni ngkat dan t ana h s emak i n padat s ehi ngga ges ekan ant ar but i r an t anah s emaki n bes a r . Adanya interlocking dan ges ekan ant a rbut i r ant anahmeng aki bat kan nai knyas udutges erdal am t anah( φ) . S el ai n haldi at as kondi s ij enuh dan t i dak j enuhj ugaakanmempengar uhis udutges er dal am t anah.Pa daGambar 11 menunj uk kan bahwadenganni l aiCc/Cuyangs amamaka ni l ais udutges erda l am padakondi s it i dak j enuha kanl ebi hbes ardi ba ndi ngkandengan s udutges erdal am padak ondi s ij enuh.Hal i nikar ena adany aa i rpa da kondi s ij enuh akan membuat j ar ak ant ar but i r an pas i r menj auh s ehi ngga a kan menghal angi interlocking danges ekanant arbut i r annya di bandi ngka npa dapa s i rk ondi s it i dakj enuh. Per i s t i wa i ni aka n menga ki bat kan s udut ges erdal am t anahpadakondi s ij enuhl ebi h kec i ldi bandi ngka npa dakondi s it i dakj enuh. Kore lasi anta ra Cc/Cu dengan Sudut Ge ser Dala m (φ) 65.00 60.00

y = -29.886x + 53.309 R2 = 0,519 r = -0,722 s = 4,614

55.00 50.00

Tidak Jenuh

45.00

(o)

Jenuh

40.00 35.00 30.00

y = -33.052x + 48.761 R2 = 0,672 r = -0,821 s = 3,696

Cc /Cumakas emaki nbes arpul ani l ai ka darai ropt i mum) Dar ik eduapar amet erkepa dat an t anah i ngber pengar uh (dmax danwopt)yangpal t er ha dapgr ada s iCc /Cuadal ahkada rai r opt i mum, kar ena mempunya i ni l ai gr adi enyangpal i ngt er j al7, 512 dengan hubungans angats empur nadanpos i t i f . 2. Kor el a s iant ar aCc /Cudengankohes i ,C dans udutges erdal am, padakondi s i j enuhdant i dakj enuh: a. kohes i( C) t i dak j enuh)→ C = 0, 0 87 – -S R < 1( 0 , 088. Cc /Cu denganr=0, 963 -S j enuh) → C = 0, 072– R = 1 ( 0 , 057. Cc /Cu denganr=0, 920 b. s udutges erdal am ( ) t i dakj enuh)→ =53 , 309– -S R <1( 29, 886. Cc /Cu denganr=0, 722 -S j enuh) → φ = 4 8, 761– R = 1 ( 33, 052 . Cc/Cudenganr=0, 82 1 Dar ikeduapar amet erkuatges ert anah ( C dan )y ang pal i ng ber pengar uh t er ha dap g r ada s iCc /Cu a dal ah k ohes i ( C) pa da kondi s it i dak j enuh,ka r ena mempunya i ni l ai gr adi en yang l ebi h bes a r 0 , 088 ( pal i ng t er j al ) dengan hubungans angats empur nadannegat i f . 5. For mul ai nihanyav al i d unt ukmat er i al t i mbunan r ek l amas i dengan kompos i s i pas i r mi ni mal80% dan l anaul empung maks i mum 20% s er t a k oef i s i en kes er agaman( Cu)ma ks i mum 50.

25.00 20.00 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

Daftar Pustaka

0.500

Cc/Cu

Gambar 11 . Pengar uh gr a das i mat er i al t i mbunan r ekl amas i ( Cc /Cu) t er ha dap s udutges erdal am ( φ)pada kondi s ij enuh dant i dakj enuh 5. KESIMPULAN 1. Kor el as i ant a r a Cc /Cu deng an ber at v ol ume ker i ng maks i mum (dmax) dan kadarai ropt i mum ( wopt): a. ber at v ol ume ker i ng mak s i mum, , 061–0, 808. Cc/Cu dengan dmax =2 r=0, 927( rnegat i fber ar t is emak i n bes ar ni l a i Cc/Cu maka s emak i n kec i l ni l ai ber at v ol ume ker i ng ma ks i mumny a) 492 + b. ka darai ropt i mum,wopt = 9, 7, 512. Cc /Cu denganr=0, 874( r pos i t i fber ar t is emaki n bes ar ni l ai

I S BNNo.97897918342 09

E28

1.Day,Rober tW.( 1997)Discussions GrainSize Distribution for Smallest Possible Void Ratio,J our nalofGeot ec hni cala nd Geoenv i r onment al Engi neer i ng, ASCE, Vol .123 No.1 ,7 8pages 2.Lee, P. Y. ,and S uedkamp, R. J .( 1972) Characteristics of Irregularly Shaped Compaction Curves of Soils, Hi ghway Res ear ch Rec or d No. 381, Nat i ona l Aca demyofSc i enc es ,Was hi ngt on,D. C. , 19

KORELASI ANTARA GRADASI MATERIAL TIMBUNAN REKLAMASI DENGAN KEPADATAN DAN KUAT GESER TANAH ABSTRAK

Recommend Documents