Volume 3 Nornor 3, Desember 2(X)7

PENGARUH DERAJAT KEJENUHAN TERHADAP TINGKATEKSPANSIFITAS TANAH LEMPUNG PENUJAK

Saturatlon ventus Expansivity CIay Sollfrom Penuiak

lsmailHoesain M "

ABSTRAK

Desa Penuiak adatah merupakan satah satu desa di LombokTengah Bagian Selatan yang sebagian daerahnya ditu@i loh lapisan tanahIempung hftam. Jenis tanah ini apabila di musim huian (kadar air meningkat)akan mengembang dan menyusat kembali di musim kemarau (kadar airbe*urcngj. Sifat kembang susuf tana,h ini disebut iuga ekspansiviks tanahsehingga disebut iuga tanah lempung ekspansif. Karena sifafekspaSvifasnya ini dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan diatasnya.

Pengujian potensi dan tekanan pengembangan tanah undis:turb

berdasarkan ASTM D 454696 dari D 2435-96 metade B pada tekananefektif awal 6,9 kPa *laniutnya sampel tanah digenangi air dan dibiarkanmengembang hingga seimbang, *laniutnya dikonsolidasi. Kadar air awalditetapkan 15%, 3V/o, 40yo, 50%. Pofensi pengembangan adalahprosentase dari pengembangan pada tekanan efeffiif 6,9 kPa dan tekananpengembangan adatah tekan yang diperlukan untuk mengembalikan sampelke tinggi semula setelah pengembangan.

Hasil .uji pofensi pengembangan diperoleh nilai antan 56,35%sampai 18,12o/o dan tekanan pengemabangan dart 1600 kPa sampai 250kPa pada kadar air antan (dai rcndah ke besar) 16,A yo samapi 50,48o/o-

Tedihat bahwa kadar air awal makin rendah makin besar potensi dantekanan pengembangan sehingga tingkat Rerusakan yang ditimbulkan*makin besar pula.

Kata kunci : Ekspansive, Undisturb, Potensi pengembangan, Tekananpengembangan

PENDAHULUAN

Daerah Penujak merupakan salah satu daerah di pulau Lombokbagian selatan dimana daerah ini akan dibangun bandara inemasional'Sebagian besar tanah daerah ini terdiri dari lempung hitram. Jenis lempungini, apabila musim hujan tanah ini akan mengembang (swelling) dan dimusim kemarau (kadar air rendah) tanah ini akan menyusut (sfinnkage).Jenis tanah seperti ini disebut tranah lempung ekspansif.

Membangun diatas tanah lempung yang mempunyai sifat kembangsusut yang tinggi sering menyulitkan dan membutuhkan perencanaankhusus supaya bangunan yang dibangun di atasnya aman dari kerusakan.Kerusakan pada lantai bangunan, keretakan pada dinding tembok,permukaan jalan bergelombang dan retak karena penurunan yang tidak

. lr. lsmail Hoesain M, MT. : Pengajar pada Jurusan T€knik Sipil Fakuttas Teknik Unive6itas Mataram

82

mempu nya i sitau<enillli'il'"li';"ffiilffi :'$;;;:ffi5H1ru:lfi;;ffi :;penyusutan (shrinkage) pada tanah lempung pada prinsipnya adalahperistiwa perubahan volume tanah. Penyusutan terjadi karena adanyapenurunan kadar air akibat evaporasi pada musim kering danpengembangan terjadi karena adanya penambahan kadar air pada musimhujan. Peristiwa itu akan berlangsung sepanjang tahun seiring denganadanya perubahan musim.

(Mochtar, 1994 dalam Juniarti, 2AA4) |anah lempung ekspansifadalah jenis tanah kohesi yang memiliki potensi kembang susut yang tinggi.Volume tanah ini sangat tergantung dari kondisi air yang dikandungnya.Tanah ini mengembang seiring dengan peningkatan kadar air pada musimhujan, sebaliknya akan menyusut dengan drastis mengikuti penurunankadar air apabila musim kemarau tiba.

Rawiana (1999) dalam penelitiannya pada tanah lempung ekspansiftak terusik dengan alat Geonor, hasil pengujian swelling pr€ssuremenunjukkan semakin besar kadar air maka semakin kecil tekananpengembangan yang terjadi.

Syawal (2004) dalam penelitiannya pada tanah lempung ekspansifundisturb dengan alat oedometer, hasil pengujian menunjukkan kadar airawal mempengaruhi tingginya pengembangan. Semakin kecil kadar air awalmaka semakin tinggi pengembangan yang terjadi. Pengembangan atautekanan pengembangan tanah akan meningkat dengan meningkatnyakepadatan tranah (kadar air berkurang, angka pori turun dan berat volumekering naik).

Yuliet (2001) dalam penelitiannya pada lempung montmorillonitelGrangnunggal meneliti prilaku mengembang dari lempung tersebut denganmemvariasikan jumlah pemadatan dan kadar air. Hasil pengujian potensidan tekanan mengembang pada kondisi kering optimum lebih kecil biladibandingkan pada kondisi basah optimum untuk energi pemadatan yangsama.

Oleh karena itu untuk mengetahui tingkat ekspansivitas tanahlempung Penujak maka perlu dilakukan penelitian Pengaruh DenjatKejenuhan Terhadap Tingkat Ekspansivlhs Tanah Lempung.

TINJAUAN PUSTAKA

Rawiana (1998), dalam pnelitiannya dengan alat Geonor, tekananpengembangan (swelling pressuna) tanah lempung tak terusik, menunjukkansemakin kecil kadar air semakin besar tekanan pengembangan. Te_kananpengembangan terbesar pada kadar air 16,51 o/o sebeJar 38,1ikgcm2.

Yuliet (2001), dalam penelitiannya, membandingkan metoda ASTMD4546-90 (A, B, dan C) pada tanah lempung Karangnunggal didapatkanbahwa nilai potensi mengembang untuk ketiga metoda menunjukkan nilaiyang hampir sama. Pada kadar air yang sama nilai potensi mengembangsemakin kecil dengan berkurangnya jumlah pemadatan. Nilai persenmengembang pada kering optimum berkisar antara 1.3 olo - 1.6 % dantekanan mengembang 50 - 58 kPa, pada kondisi basah optimum persenmengembang berkisar antara 1.04 o/o - 1.1 o/o dan tekanan mengembang 45

83

Volume 3 Nomor 3, Desember 2007

- 46 kPa. Hal ini menunjukkan pada !o.nOi9! kering optimum nilai potensidan

tekanan mengemoanitl,ffi.'6;; uir"-ou"nJiigk'an pada kondisi basah

;;ifi; untui "n"tgi-pemadatan

yang sama'

syawar eoo+f';fiil'Fl;i'ri"*;; tanah lempuns cepu-Nsawi

dengan Alat Oedom"i6,o"ng"n kadar.air aGl 30%' 25%' dan 20%' Tingkat

pengembangan untuf-fi;;il;wd -3!o/o antara O'37o/o sampai dengan

t'-.Z*o/o, kadar air ",i"ii6'2"-"nijra

0.367" sampai dengan 33'14o/o dan

kadar air aual 2Ioi "ntr."

1.15% ""rnp"i

den'gan 50317.o. Dari hasil

oencuiian konsolidasi diperoleh tekanan Ftlg9fi"ng1ry{yk kadar air

fwai do"r anrara 19So iC; ;mpai-dergJn OEs rp", t"dalSlr awat25 o/o

antana 20.3 kpa ,"*ti il"q". i!o.o.rpi o'an raoar air awal 20% antana 39

kpa sampai oengan?dd tF;. Hal ini r"nuniuxr"n bahwa.semakin kecil

kadar air awat maka tiii-r"t'i".'gemu"ngan yarig tedadi semakin tinggi' '

I/IETODE PENELITIAN

SamPel Tanah !Sampel tanah vans dig.unakan.

-d'.TTf j::, ofi :"^H-*,"LH5

**"**?X*ffi'oH%'1il''ffi ililr"Jlq^::Tn1.,Y1131*itrTttii"ff#3LJr;lhillrffii'ill't"ililp'i;ii*,'gttl5l*1g15giXf l,'i;l;ff lff ffi 33fi tsJ,16"]i'iti-uJ6i5"t"Ji""'"P:e.::'-F::iA"#ti'5::[:1"5T'111il!6iHil'qFie?:Fi:.'.::t::;1L?HX',]2{3y:itbatas carr (LL, rot,ro-fo' r'a'|Er- vrsev-

;;iyHndapatkan nirai Gs 2,72.p[dtia" inoers-t2s,08%.,uji -sPe?99:,, Lracirikaqi lem.uno anorqanikB5:J55,'-:1"ii3"5";ii'&r:i;,i"iiJi";;:il":gmi:TtlX?":lT:il1ffilx'.T::-J;:irili'6, i.'oiriji"ii "rdn

p"'tira tanin oisambarkan

pada Gambar 1.

Gambar 1. Distribusi ukuran partikeltanah

84

Volume 3 Nomor 3, Desember 2007

Perciapan SampelTanah

Dalam pengujian ini dilakukan 4 pengujian dengan derajatkejenuhan yang berbeda-beda. Untuk mendapatkan derajat kejenuhan inisampel tanah diangin-anginkan didapatkan variasi kadar air awal berturut-turut yaitu 50.48olo, 4A.83o/o,29.47 o/o; dan 16.04 o/o. Hasil selengkapnya padTabel 1.rturut-turut adalah 98,85o/o ; 91,63% ; 81,63% ; 4g,g2o/o.

Tabel 1 Analisa hasil pengujian hubungan kadar air awal, angka pori awal,kepadatan tanah dan indeks pemampahn (Cc)

KadarAirAwal(o/o)

Angka Pori Awal(Yo)

yd

(gtu1Derajat

Kejenuhan

S(7")

Pengujian Ekspansifitas

Sarnpel yang diteliti adalah sample undistub, yang dicetak dengancincin pencetak sampel dengan diameter 5 cm dan tinggi 1,4 cm. Kadar airsampel dibuat bervariasi dengan selisih 10 o/o, kadar air awat yangdigunakan adalah 50.48 o/o, 40.83o/o, 29.47 o/o, dan 16.04 o/oPengujian

ekspansivitas tekanan pengembangan dan potensi pengembangan tanahlempung menggunakan alat odometer sesuai dengan prosedur pengujianASTM 45/;6 - metode B dengan tekanan awal 6,9 kPa. Setelah diterapkanbeban awal, kemudian digenangiair dan dibiarkan mengembang selama 24jam atau mencapai kecepatan mengembang 0,001 '/ jam (Coduto, 1gg4dalam Hardiyatmo, 2002). Sesudah pengembangan selesai, trambahkanbeban pada contoh tanah berangsur - angsur, sampai tanah kembali kevolume awalnya / tinggi awal (Gambar 2.).

pengembanesfl. oc

Tegangan normal, o (skala log)

Gambar2. Uji Tekanan dan Potensi Pengembangan

c(!(!..hl(!t.olEIo)lO-I

!Ui(!g)c(o-oEo)I{)o-c(qo,cTR(tt6)E,

TeiTanganditempat (o)

85

Volume 3 Nomor 3, Desember 2007

HASIL DAN PEMBAHASAN

Potensl Pengembangan

Ujipotensipengembangan.menunjukan.semakinkecilderajatrejenunai alau mOai air-sampel tanah mempunyai potensi. pengembangan

rifin besar. nasif setiap Variasi kadar air terlihat pada.Gambar 3' dan Tabel

Z.-H"l-ini dikarenakan'sematcin kecil kadar air ingkat kepadatan tanah

r"*"rin o"sar $auelz.t ietringga jumlah minerallempung semakin banyak'

ffig",., fi*h mineiat fenipng. yang. banyak semakin . banyak- pula

ffi"y&p;ir. *a ini;rupa dntirq ianirr yan! lipadatlgn densan t!ry_qtiiipi'cid.-yang oeGoa yang tglafr iitat<utan oleh Yuliet (2001)'

#;"-Jihr'potEn si p"n g

"t't anian terbesar terFg i, ?a.d1

pe ru bah an kada r

il i#il"h ie peninitefln raOai air berikutnyq. H.alini menunjukan bahwa

p"tJtii p"tgembangin terbesar saat mulai musim hujan'

GambarS.HasilpengujianhubunganantararegangandanwaktupadaujipengemUinlan tanah dengan variasi kadar air awal

Tabet 2 Analisa hasil pengujian hubungan kadar air awal terhadap potensi dan

tekanan Pengembangan tanah

No KadarAir Potensi

Awd (7o) Pengembangan (Vo)

Tekanan

Pengembangan (kPa)

86

56.35

Volume 3 Nomor 3, Desember2ff)7

Gambar 4. Hubungan potensi pengembangan dengan variasi kadar air awal

Tekanan Pengembangan

Setelah uji potensi pengembangan dilakukan selama 5 hari,dilanjutkan dengan pengujian konsolidasi untuk mendapatkan tekananpengembangan yang terjadi. Hasil Pengujian ditunjukan pada Tabel 2 ,Gambar 5 dan Gambar 6.

.@

ssa5

&

s$

25

rc

i5

io

o

-to

-15

?o1.s ro@ r@.@ r@o@ t,.. ,*.-

EFFECTIVE ATREG€ ,IEA

Gambar 5 Hasil pengujian hubungan tekanan efektif dengan regangan pada ujipengembangan dan konsolidasi dengan variasi kadar air awal.

y=-1.1274x+72.126

R2 = 0.9684

sct[ID

F 40.00ttEoItct eo.oo6cooo-

0.00 J-10.00 20.ffi 30.00 40.00

lGdarairawal (%)

50.00 60.00

il

87

Hasil pengujian menunjukkan.bahwa semakin kecil kadar air awal

maka tekan"n p"ng##il#t;;I '".o4i

semakin besar' Nilai tekanan

pengembangan terbe;;da- fuoir aii t-d,ui/o ^a^t^h

1600 kPa = 160

ton/m2. Faktor oomnx ffitffi-ini-iii"i"n"kan makin kecil kadar air

makin padat sampei'ttitJn fitoa votume yang FqS:I'n padat tanah

iumlah minenat r"|npuni'rilri'n-uunyar serriiggE kemampuan menyerap dan

mensembang lebih'#;;Tfr'6'"h;1. .tek;;* pengembangan terbesar

teriadi pada perubanfr'iliLi ilr-e**ir re peruua'rran kadar air berikuhya'

sama seperti pot"n"?' bHF"Lig;i; fii:en u nj u kan ba hwa te kana n

Volume 3 Nomor3, D€sernber2007

ilffi-da;g"iGtb"t"r dat mulai musim huian'

TEo:CqGtrg(!-clE.ootroclc(0C(!JoF

@ ao @40jffil'rudf'I

oo @

Gambar6Hubunganvadasikadarairarlvaldangantekananpengembangan

Korolael Potensl Pengembangan Terhadap Tekanan Pengembangan

Datahasilanalisapotensi.penge.qbangandantekanan

ffi il*dil:dtkfif :nlg[[:'*,:n"'."fif"g?:'ff TH*#lXxlV"ng t"ti"Oijuga semakin kecil'

88

Volume 3 Nomor 3, Desember 2(X)7

(!o-:gl!tttElEItEottEoo-troEIUJo

2M

1500

1000

500

0

15.00 30.@ 45.00

Pobnd Pengembangan (%l

60.00

y = 34.86x -455.06 a

R2 = 0.9501

l}

y{

Gambar 7 Hubungan antara potensi pengembangan dengan tekananpengembangan tanah

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan di LaboratoriumGeoteknik Teknik Sipil Universitas Matiaram dapat ditarik beberapakesimpulan sebagai berikut :

1. Diri hasil frngujian pendahuluan tanah tak terganggu (undisturb)memiliki kadar air tanah asli 51.16 o/o, u1i batas-batras Atterbery batascair (LL) sebesar 161.75 % , batias plastis (PL) sebesar 38.66 o/o , danindeks plastisitas (lP) sebesar 123.08 o/o, dengan specific gra@ = 2,72.Uji gradasi sampel tanah mendapatkan kandungan lempung 52,2Ao/o,kandungan lanau 41,48o/o dan kandungan pasir 6,327o. Berdasarkansistem klasiftkasi USCS termazuk jenis lempung dengan plastisitastinggi(CH).

2. Darihasil pengujian swelling dan swelling pressure dengan variasi kadarair awal diperoleh nilai persentase pengembangan dan tekananpengembangan tertinggi berturut-turut sebesar 56,35 96, dan 1600 kPa,terjadi pada kondisi kadar air awal 16.040/o. Semakin bertambah kadarair awal maka potensi pengembangan dan tekanan pengernbanganyang terjadiakan semakin kecil.

3. Kadar air awal mempengaruhi lGdar air awl mempengaruhi tingkatpotensi pengembangan dan tekan pengembangan pada tanah lempung.Semakin kecil kadar air awal (derajat kejenuhan) maka semakin tinggipotensi pngembangan dan tekanan pengembangan tanah. Padapengujian tanah tak terganggu semakin kecil kadar aimya, angka porisemakin kecil pula maka berat volume kering akan semakin tinggi. Halini menunjukan bahwa ketika sampel berkurang kadar air awalnya, pori-

89

Volume 3 Nomor 3, tlesember2007

pori yang ditinggalkan oleh air diisi oleh partikel-partikeltanah sehingga

sampelsemakin Padat.4. Potensi pengembangan dan tekanan pengembangan tanah akan

meningkai seiring dengan peningkatan kepadatan tanah (kadar airberkurLng, angki pori turun dan berat volume ke!$ meningkat)

mengatci6atfanlarak antar partikel semakin mer:apat sehingga interafslpartlfel makin besar. lnteraksi partikel ini akan mempercepat interaksi

air paca lapisan ganda menyebabkan gaya osmotik semakin tinggi

sefringga potensi dan tekanan pengembangan semakin besar.

Saran

untuk mengetahui lebih teliti lagi pengaruh variasi kadar air perlu

dilakukan pengambltan sampel tanah pada kedalaman yang berbeda-beda

sehingga iit<etanui pada kedalaman berapa zona aktif dari pengembangan

tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Al-Khavazi & Andersland, 1992, Geotechnical Enginertng & SoitTestlng, Michigan State University, New York.

-Anoniri, 1gg7, Annual Book of ASTM Standart, section 4, volume

04.08, Philadelphia, USA.Ghen,'F.H., 1975, Foundation on h<pansive Soll, Else vier

Scienlific Publtshing Company, New York.Das, 8.M., 1993, Mekanika Tanah @rtnsip'pdnslp Rekayasa

Geoteknik), Penerbit Erlangga, Jakdrta.Harbiyatmo, H.C.,2b-02 , Mekanlka Tanah t, Gajah Mada University

Press, Yogjakafta.Miicneil,J;K,1992, Fundamenbt of Soil Behaviour, John Wiley &

Sons. lnc. New York.Nelson JD, Miller DJ, 199a Ekspansive Solls Ptoblem and

Pnctlce ln Faundation and Pavement Englneertng, Departement of Civil

Engineering Colonado State University, America.

penurunai Kekuatan Tanah Ekspnsif A*ibat Pembasahan, T.624.151

*"t'tn'ff:hauran T. Endun, sfudi Kant<teristtk dan Perltaku Tanah

Lempu ng Ekspansif, Vol 9-7, lnternet.' {awiana S, 1999, I(a,raiftertsliik Tanah El<spansif TerhadapPerllat<u Pembebanan, Tesis, Program Teknik Sipil' FT- UGM

Syawal, 2004, tdentifikasi Pofensi dan Tekanan PengembanganTanah fbnpung Ekspanslf dengan llenggunakan Alat Ogdometer,Thesis, Jurusan Teknik Sipil, FT. UGM.

Yuliet Rina, 2004, Sfudf Pertlaku Mengembang dengan lletodaASmt D4A6-90 (A,B,C) dan Kekuatan Geser pada LempungMontnoriltonffe,Thesis, Jurusan Teknik Sipil, FT. lTB.

90