perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user UJI TEKANAN PENGEMBANGAN TANAH EKSPANSIF DITINJAU DARI BESARNYA KADAR AIR Swelling Pressure of Ekspansif Soil Regarding its Water Content SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : WAHYUDI WASKITO AJI NIM I 0107024 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012
66
Embed
UJI TEKANAN PENGEMBANGAN TANAH EKSPANSIF DITINJAU DARI .../Uji... · Pengujian tekanan mengembang tanah menggunakan alat oedometer. ... Tujuan Penelitian ... Batas-batas Atterberg
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
UJI TEKANAN PENGEMBANGAN TANAH EKSPANSIF
DITINJAU DARI BESARNYA KADAR AIR
Swelling Pressure of Ekspansif Soil Regarding its Water Content
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
WAHYUDI WASKITO AJI NIM I 0107024
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ABSTRAK
WAHYUDI WASKITO AJI, 2012. Uji Tekanan Pengembangan Tanah Ekspansif Ditinjau dari Besarnya Kadar Air. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tanah ekspansif merupakan tanah yang mudah mengembang dan menyusut sehingga sering menimbulkan masalah bagi konstruksi bangunan sipil misalnya menyebabkan dinding pada bangunan retak dan konstruksi jalan juga mengalami kerusakan retak, bergelombang, dan berlubang. Daerah Kalijambe, Mlese, Barepan, dan Simo diduga memiliki indeks plastisitas tinggi yang berpotensi mengalami pengembangan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis korelasi antara indeks plastisitas dan tekanan mengembang, kadar air dengan tekanan mengembang, dan persentase pengembangan dengan tekanan mengembang. Pengujian tekanan mengembang tanah menggunakan alat oedometer. Sampel uji tekanan pengembangan tanah merupakan sampel pada pengujian pengembangan tanah yang telah mencapai strain maksimal sedangkan sampel pada pengujian pengembangan mengacu pada hasil pengujian proctor yang divariasikan kadar airnya. Tekanan mengembang diukur dengan memberikan beban secara bertahap terhadap sampel sampai tinggi sampel uji kembali ke posisi awal sebelum terjadi pengembangan. Tekanan yang menyebabkan tinggi sampel kembali ke tinggi awal (strain = 0) merupakan tekanan pengembangan. Hasil analisis menunjukkan bahwa semakin besar indeks plastisitas tanah maka semakin besar pula tekanan mengembangnya dan semakin rendah kadar air awal pada suatu tanah lempung maka tekanan mengembang pada tanah tersebut semakin tinggi. Besar persentase mengembang suatu tanah sebanding dengan tekanan mengembangnya, yaitu semakin besar persentase mengembang maka tekanan mengembangnya juga semakin besar. Kata kunci : indeks plastisitas, tekanan mengembang, Oedometer, persentase
mengembang, tanah lempung, ekspansif, kadar air.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ABSTRACT
WAHYUDI WASKITO AJI, 2012. Swelling Pressure of Ekspansif Soil Regarding its Water Content. Thesis, Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Sebelas Maret University of Surakarta. Ekspansif soil is easy to swell and to shrink therefore it often cause problems for the civil construction such as on cracks walls of buildings and on cracked, bumpy, and perforated roads construction. Kalijambe, Mlese, Barepan, and Simo area thought to have high soil plasticity index and potential to swell. This work aims to study correlation between the plasticity index and swelling pressure, water content with swelling pressure, and the swelling percentage with swelling pressure. The soil swelling pressure testing used an oedometer test. The sample of soil swelling pressure is tested when sample has reached the maximum strain. The sample of swelling testing refers to proctor test results with various water content. Swelling pressure was measured by providing load gradually to the sample. The analysis showed that the larger soil plasticity index, the greater of the swelling pressure and the lower of initial water content on a clay soil so the swelling pressure on the land are higher. The large of land swelling percentage is proportional to the swelling pressure, therefore, the greater of swelling percentage so the swelling pressures also increase. Key words: plasticity index, the swelling pressure, Oedometer, swelling percentage, clay, ekspansif soil, water content.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-
Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ” Uji Tekanan
Pengembangan Tanah Ekspansif Ditinjau dari Besarnya Kadar Air”. Skripsi
ini disusun sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik
Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik fasilitas, bimbingan maupun
kerjasama dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2. Ibu Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.
3. Ibu Ir. Noegroho Djarwanti, MT selaku Dosen Pembimbing II.
4. Bp. Bambang Setiawan, ST, MT dan Bp. Dr. Tech. Ir. Sholihin As’ad, MT
Metode USBR, dikembangkan oleh Holtz et al., (1959) dalam Chen (1975)
didasarkan pada penilaian terhadap sejumlah nilai properti tanah secara simultan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
Gambar 2.4 Hubungan persentase mengembang dengan kandungan koloid indeks
plastisitas dan batas susut (Holtz et al., 1959 dalam Chen, 1975)
Gambar 2.4 menunjukkan hubungan antara sejumlah nilai indeks dimaksud
dengan potensi mengembangnya. Dari kurva di atas Holtz et al. mengajukan
kriteria identifikasi sebagaimana dalam Tabel 2.2 sebagai berikut :
Tabel 2.2 Kriteria identifikasi tanah lempung ekspansif USBR (Holzt et al., 1959)
Kandungan Koloid lebih kecil
0.001 mm (%)
Indeks Plastisitas (%)
Batas Susut (%)
Kemungkinan Ekspansif (%)
perubahan Volume
Derajat Ekspansif
>28 >35 <11 >30 Sangat
20 – 23 25 – 41 7 – 12 20 – 30 Tinggi
13 – 23 15– 28 10 – 16 10 – 20 Sedang
<15 <18 >15 <10 Rendah
Sumber: Chen, F. H., 1975, Foundation on Expansive Soils, Developments in Geotechnical Engineering 12, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam
c. Metode Aktivitas
Metode aktivitas diusulkan oleh Seed et al. berdasarkan contoh tanah remolded,
terbuat dari 23 campuran bentonite, illite, kaolinite dan pasir gradasi baik.
Pengembangan diukur sebagai persentase mengembang kondisi terendam dari
100% kepadatan maksimum dan kadar air optimum dengan standar uji pemadatan
AASHO dibawah beban permukaan 1 psi. Aktivitas dapat dirumuskan sebagai
berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Aktivitas = PI ( 2.2)
C
Dimana PI : Indeks Plastisitas ( % ) C : Persentase lempung ukuran kurang dari 0.002 mm
Hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002 mm dapat dilihat
pada Gambar 2.5 hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002
mm. Metode aktivitas muncul sebagai pengembangan dari metode USBR dimana
tidak memperhitungkan faktor shringkage limit.
Gambar 2.5 Hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002 mm ( Seed et al. dalam Hardiyatmo, 2007 )
d. Metode Pengukuran Langsung
Metode pengukuran yang paling baik adalah metode pengukuran langsung. Hal ini
dapat dilakukan dengan menggunakan konsolidometer konvensional satu dimensi.
Contoh tanah berbentuk silinder tipis diletakkan dalam konsolidometer yang
dilapisi dengan lapisan pori pada sisi atas dan bawahnya. Selanjutnya contoh
tanah dibebani sesuai dengan beban yang diinginkan. Besarnya pengembangan
contoh tanah dibaca, beberapa saat setelah contoh tanah dibasahi dengan air.
Besarnya pengembangan adalah tinggi mengembang tanah dibagi dengan tebal
awal contoh tanah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Metode langsung ini dapat pula diukur besar tekanan mengembang contoh tanah.
Ada dua cara yang umum digunakan, cara pertama pengukuran dengan beban
tetap hingga mencapai persentase mengembang tertinggi, kemudian contoh tanah
diberi tekanan untuk kembali ke bentuk semula. Cara kedua contoh tanah yang
direndam dalam air dipertahankan volumenya atau dicegah terjadinya
pengembangan dengan menambah beban diatasnya setiap saat. Metode ini sering
juga disebut Constan Volume Method.
2.2.4 Tanah Lempung
Ukuran partikel tanah lempung sangat kecil yaitu kurang dari 0,002 mm. Partikel
lempung yang berbentuk seperti lembaran, mengakibatkan tanah lempung sangat
dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan (Hardiyatmo, 1992). Partikel-partikel ini
merupakan sumber utama dari kohesi di dalam tanah yang kohesif (Bowles, 1991).
Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan sub
mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan,
tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar
air sedang. Kadar air yang lebih tinggi pada lempung bersifat lengket (kohesif)
dan sangat lunak (Das, 1994).
Sifat-sifat lain yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo,
1999)
1) Ukuran butir halus kurang dari 0,002 mm.
2) Permeabilitas rendah
3) Kenaikan air kapiler tinggi.
4) Bersifat sangat kohesif.
5) Kadar kembang susut yang tinggi.
6) Proses konsolidasi lambat.
Mineral pada tanah lempung dapat dikelompokkan menjadi 15 macam mineral
diantaranya montmorilonite, illite, kaolinite dan polygorskite. Mineral
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
montmorilonite mempunyai ukuran yang sangat kecil tetapi pada waktu tertentu
mempunyai gaya tarik yang kuat terhadap air. Tanah-tanah yang mengandung
montmorilonite sangat mudah mengembang oleh tambahan kadar air, yang
selanjutnya tekanan pengembangannya dapat merusak struktur ringan dan
perkerasan jalan raya (Hardiyatmo, 1992).
Montmorillonite, mineral lempung yang satuan susunan kristalnya terbentuk dari
susunan dua lempeng silica tetrahedral yang mengapit satu lempeng alumunia
octrahedral ditengahnya. Karena pola susun yang demikian, sehingga mineral ini
disebut juga mineral 2:1. Tebal satu susunan Kristal ini adalah 9,6 Aº (0,96 nm ).
Setiap satuan susunan kristal montmorillonite dihubungkan dengan satuan lainnya
dengan ikatan van der walls. Ukuran gugus kristal montmorillonite ini sangat
kecil dan sangat kuat menarik air. Rumus kimia mineral ini agak sulit
didefinisikan. Ross and Hendrikcs menuliskan rumus kimia montmorillonite
sebagai berikut : (OH)4 Si8 (Al3.34Mg66) O20, (OH)4 (Si7.34Al66) Fe4 O20 dan : (OH)4
(Si7.34Al66) Mg6 O20.
Gambar 2.6 Mineral Lempung Montmorillonite (Henry Foth 1984)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Illite, memiliki formasi struktur satuan kristal yang hampir sama dengan
montmorillonite. Satu satuan illite memiliki tebal dan komposisi yang sama
dengan montmorillonite. Perbedaannya adalah ; pertama, terdapat kurang lebih 20
% pergantian silikon (Si) oleh alumunium (Al) pada lempeng tetrahedral. Kedua,
antar satuan kristal terdapat kalium (K) yang berfungsi sebagai penyeimbang
muatan dan pengikat antar satuan kristal. Struktur mineralnya kurang
mengembang sebagaimana montmorrillonite. Rumus umum kimia komposisi illite
adalah (OH4) Kγ (Si8.γ Alγ.Mg6.Fe4.Fe6) O20 (As’ad, 1999).
Kaolinite, terdiri dari tumpukan lapisan-lapisan dasar lembaran-lembaran
kombinasi silica-gibbsite. Setiap lapisan dasar itu mempunyai tebal kira-kira 7,2
Å(1 Å=10-10 m). Tumpukan lapisan-lapisan tersebut diikat oleh
hydrogen(hydrogen bonding). Mineral kaolinite berwujud seperti lempengan-
lempengan tipis, masing-masing dengan diameter kira-kira 1000Å - 2000Å dan
ketebalan dari 100Å sampai 1000Å. Luas permukaan kaolinite per unit massa
adalah kira-kira 15 m2/gram. Luas permukaan per unit massa ini didefinisikan
sebagai luasan spesifik (specific surface) (DAS, 1995).
2.2.5 Pengembangan (swelling)
Pengembangan (swelling) berarti volume tanah menjadi lebih besar dari volume
sebelumnya karena bertambahnya kadar air (DAS, 1983). Perubahan volume
terjadi akibat dari perubahan lingkungan (Mitchell, 1976 dalam Setiawati, 1998).
Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi terjadinya penyusutan dan
pengembangan antara lain :
a. Kadar air (water content)
b. Kepadatan (density)
c. Tekanan yang mengikat (confining pressure)
d. Suhu (temperature)
e. Susunan struktur tanah (fabric)
f. Air yang tersedia (availability of water)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Pengembangan tanah memiliki proses yang lebih kompleks dibandingkan dengan
penyusutan tanah. Faktor yang berpengaruh pada proses mengembang tanah
lempung ekspansif dapat dilihat pada dua kondisi proses, yaitu kondisi di
laboratorium dan kondisi di lapangan (in situ). Proses mengembang di
laboratorium merupakan penyederhanaan pengamatan di lapangan. Faktor-faktor
tersebut adalah kadar mineral lempung montmorillonite, kepadatan awal, waktu
pembasahan, tebal contoh tanah, tingkat kejenuhan, kadar air awal dan tekanan
akibat beban luar. Empat faktor pertama kecenderungan potensi mengembang
bertambah dengan meningkatnya nilai faktor tersebut sedangkan tiga faktor
terakhir memiliki kecenderungan yang sebaliknya (Chen, 1975).
Iyer, 1987 dalam Arbianto (2009) juga mengelompokkan faktor-faktor yang
mempengaruhi besarnya potensi pengembangan pada tanah dalam 3 kategori,
yaitu sebagai berikut.
a. Faktor komposisi (composisional factors), meliputi : jenis lempung, kadar
lempung, dan komposisi air pori awal.
b. Faktor lingkungan (environmental factors), meliputi : kadar air awal,
kepadatan awal, tingkat kejenuhan awal, struktur tanah awal, ketersediaan air,
dan komposisi air pengembang serta temperatur.
c. Faktor prosedur (procedure factors), meliputi : ukuran dan bentuk contoh
tanah, kadar gangguan terhadap contoh tanah, metode pengukuran persentase
mengembang dan tekanan mengembang.
Pengembangan memiliki hubungan dengan konsolidasi namun pengertian
keduanya saling berkebalikan, pengembangan dapat diartikan bertambahnya
volume sedangkan konsolidasi berkurangnya volume tanah. Tekanan yang bekerja
pada endapan di atasnya atau akibat beban luar, maka kadar air dalam endapan
menjadi berkurang, dan partikel dipaksa untuk saling mendekat satu sama lain.
Dalam keadaan seperti itu tanah dikatakan mengalami proses konsolidasi
sedangkan jika tekanan dihilangkan sementara tanah tetap bersentuhan dengan air
bebas, maka kadar air dan volume tanah akan bertambah fenomena ini dikenal
sebagai pengembangan (swelling) (Terzaghi dan Peck, 1993).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Konsolidasi adalah suatu proses mengalirnya air pori dari lapisan tanah yang
jenuh air dan disertai dengan mengecilnya volume tanah akibat adanya
penambahan beban vertikal diatasnya. Kasus yang paling sederhana adalah
konsolidasi satu dimensi, dimana kondisi regangan lateral nol. Proses
pengembangan (swelling), kebalikan dari konsolidasi, adalah bertambahnya
volume tanah secara perlahan-lahan akibat tekanan air pori yang berlebihan
negatif (Craig, 1991).
Swelling adalah suatu proses yang berlawanan dengan konsolidasi, maka
pengujian pengukuran besar swelling dicoba dengan memanfaatkan alat pengujian
konsolidasi yaitu oedometer. Alat ini hanya digunakan untuk mengukur besarnya
perubahan volume sampel dalam arah vertikal saja atau hanya satu dimensi. Hal
ini memberikan arti bahwa pada kondisi di lapangan dianggap tidak ada
perubahan ke arah horizontal karena untuk mengukur perubahan volume pada
arah vertikal dan horizontal atau dua dimensi diperlukan modifikasi khusus pada
alat oedometer. Sel oedometer terdiri dari ring atau cincin besi, batu tembus air
dan pelat penutup atau plat beban. Cincin besi oedometer biasanya mempunyai
ukuran tinggi ±19 mm dan diameter ± 62 mm, berfungsi untuk tempat sampel
tanah sedangkan batu tembus air berfungsi untuk tempat keluar masuknya air
dalam sampel tanah. Pemasangan benda uji pada sel oedometer lebih jelasnya
dapat dilihat pada Gambar 2.7 sedangkan Gambar 2.8 merupakan skema
pengujian pada alat oedometer.
Gambar 2.7 Pemasangan Benda Uji pada Alat Oedometer
(Hardiyatmo, 2007)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Gambar 2.8 Skema Pengujian pada Alat Oedometer
(Hardiyatmo, 2007)
Skema pengujian pada Gambar 2.8 menggunakan dial yang berfungsi untuk
mengukur besarnya perubahan tinggi pada sampel, untuk pengujian
pengembangan maka jarum dial akan semakin naik dikarenakan aktivitas sampel
tanah yang semakin meregang. Tanah campuran lempung dan pasir yang
terpadatkan pada kepadatan maksimum dengan cara pemadatan standard proctor
dan dibiarkan untuk mengalami pengembangan pada tambahan tekanan 6,9 kPa (1
psi) (Seed, dkk.,1962 dalam Holzt & Kovacs.,1981). Berdasarkan literatur tersebut
untuk mengukur besarnya persentase mengembang diberi tekanan sebesar 6,9 kPa,
karena sampel uji yang digunakan adalah disturbed dan dilakukan pemadatan.
Pengujian persentase mengembang dalam penelitian ini dimulai dari kondisi kadar
air awal yang di variasikan.
2.2.6 Tekanan Mengembang (swelling pressure)
Prosedur pengujian tekanan pengembangan dengan volume konstan meliputi
penggenangan sampel pada oedometer sambil mencegah sampel dari
pengembangan. Tekanan pengembangan adalah tegangan terapan maksimum
yang dibutuhkan untuk menjaga volume tetap konstan (ΔV = 0). Pengujian
tekanan pengembangan juga bisa dilakukan dengan membiarkan sampel mencapai
perubahan volume yang maksimal kemudian baru dilakukan penambahan beban
sehingga perubahan volume sampel menjadi nol.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Chen (1988) mendefinisikan tekanan pengembangan sebagai tekanan yang
dibutuhkan untuk mencegah tanah mengembang pada berat volume kering di
tempat, hal ini berlaku untuk contoh tanah asli (undisturb) sedangkan pada tanah
yang dibentuk kembali (remolded) pada 100% kepadatan relatif, tekanan
pengembangan adalah tekanan yang dibutuhkan untuk memelihara berat volume
kering tersebut (Hardiyatmo, 2010).
Chen (1988) dan beberapa peneliti berpendapat bahwa tekanan pengembangan
tidak bergantung pada kadar air awal, tingkat ketebalan tanah, dan bervariasi
hanya dengan berat volume kering dan oleh karena itu jal ini merupakan
fundamental sifat-sifat fisik tanah ekspansif. Namun, peneliti yang lain tidak
setuju dengan evaluasi ini dan mengklaim bahwa hal itu bervariasi (Hardiyatmo,
2010).
Wiseman G., Komornik A., Greenstein J., (1985) mengatakan bahwa besarnya
tekanan pengembangan maupun heaving merupakan fungsi dari batas atterberg
dalam hal ini digunakan liquid limit, berat isi kering, dan kadar air awal. Wiseman
juga menganjurkan untuk menggunakan suatu koefisien selain parameter-
parameter tanah tersebut. Koefisien yang dianjurkan oleh Wiseman nantinya akan
memberikan gambaran bahwa apabila kadar air awal tinggi maka tekanan
pengembangan akan turun. Tekanan pengembangan yang dihitung oleh Wiseman
hanya dalam arah vertikal, untuk menghitung tekanan pada arah lateral perlu
dilakukan modifikasi.
Pengujian tekanan pengembangan dapat dilakukan dengan beberapa metode.
Metode yang pertama, pengujian pembebanan dilakukan dengan mengukur
pengembangan pada akhir pembebanan dari uji pengembangan dengan
melepaskan beban perlahan-lahan sampai kembali ke volumenya semula
sedangkan metode yang kedua yaitu dengan menggunakan alat konsolidometer
yang mencegah terjadinya regangan vertikal lebih jelasnya dapat dilihat pada
Gambar 2.9 dan Gambar 2.10
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Gambar 2.9 Metode uji tekanan pengembangan dengan pelepasan beban pada
akhir pembebanan uji pengembangan (Hardiyatmo, 2010)
Gambar 2.10 Metode uji tekanan pengembangan dengan konsolidometer tanpa
regangan (Hardiyatmo, 2010)
Metode pertama cenderung menghasilkan tekanan pengembangan yang lebih
tinggi, namun tidak satupun dari kedua metode tersebut yang menggambarkan
secara persis urutan aktual pembebanan dan pembasahan di lapangan
(Hardiyatmo, 2010).
2.2.7 Hubungan antara Persentase Mengembang dan Tekanan
Mengembang
Potensi mengembang (swelling potential) adalah kemampuan mengembang tanah
yang dinyatakan dalam persentase mengembang (swelling percentage) dan
( gr/cm3 ) Simo 1 19,53% 1,25 Simo 2 23,41% 1,31 Simo 3 27,43% 1,37 Simo 4 29,61% 1,39 Simo 5 33,27% 1,4 Simo 6 36,11% 1,37 Simo 7 39,01% 1,33 Simo 8 41,87% 1,25 Simo 9 43,00% 1,23 Simo 10 46,20% 1,15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
4.1.3 Pengujian Persentase Mengembang
Pengujian swelling adalah pengujian bertujuan untuk mengetahui besar prosentase
mengembang pada sampel, untuk pengujian ini pengamatan sampel dilakukan
pada jumlah kadar air yang berbeda-beda dari keadaan kering hingga basah. Hal
ini dimaksudkan agar garis regresi pada grafik hasil pengujian lebih akurat dalam
menggambarkan korelasi antara kadar air dan persentase mengembang. Besarnya
persentase mengembang pada tiap sampel ditunjukkan pada Tabel 4.4a sampai
dengan 4.4d.
Tabel 4.4a Hasil Pengujian Persentase Mengembang Kalijambe (Sasanti, 2012)
Nama sampel Kadar air awal Persentase mengembang
%
Kalijambe 1 21,15% 10,34
Kalijambe 2 22,84% 5,44
Kalijambe 3 26,43% 7.22
Kalijambe 4 29,42% 6.78
Kalijambe 5 32,98% 3,69
Kalijambe 6 35,67% 2.37
Kalijambe 7 40,16% 2.00
Kalijambe 8 42,53% 1.06
Kalijambe 9 44,55% 0,81
Kalijambe 10 47,48% 0.16
Tabel 4.4b Hasil Pengujian Persentase Mengembang Barepan (Sasanti, 2012).
Nama sampel Kadar air awal Persentase mengembang
%
Barepan 1 18,79% 8,50
Barepan 2 20,02% 6,95
Barepan 3 23,90% 6,69
Barepan 4 25,29% 5,72
Barepan 5 28,64% 4,16
Barepan 6 31,80% 2,59
Barepan 7 32,54% 3,75
Barepan 8 35,38% 1,94
Barepan 9 37,92% 0,66
Barepan 10 39,39% 0,31
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Tabel 4.4c Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Mlese (Sasanti, 2012).
Nama sampel Kadar air awal Persentase mengembang
%
Mlese 1 16,50% 6,81
Mlese 2 18,60% 6,33
Mlese 3 21,30% 2,02
Mlese 4 23,91% 1,69
Mlese 5 24,12% 1,44
Mlese 6 33,84% 0,97
Mlese 7 34,02% 0,75
Mlese 8 36,06% 0,38
Mlese 9 37,07% 0,13
Mlese 10 38,94% 0,28
Tabel 4.4d Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Simo(Sasanti, 2012).
Nama sampel Kadar air awal Persentase mengembang
%
Simo 1 19,53% 5,88
Simo 2 23,41% 5,68
Simo 3 27,43% 5,50
Simo 4 29,61% 3,66
Simo 5 33,27% 3,20
Simo 6 36,11% 0,69
Simo 7 39,01% 0,62
Simo 8 41,87% 0,00
Simo 9 43,00% 0,00
Simo 10 46,20% 0,00
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.1.4 Pengujian Tekanan Mengembang
Pengujian tekanan mengembang (swelling pressure) merupakan pengujian inti
yang bertujuan untuk menentukan besarnya tekanan mengembang pada sampel.
Hasil pengujian swelling pressure selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.5a
sampai dengan 4.5d.
Tabel 4.5a Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Kalijambe
Nama Sampel Kadar Air Tekanan Mengembang
(%) (kPa) Kalijambe 1 21,15 270
Kalijambe 2 22,84 99
Kalijambe 3 26,43 160
Kalijambe 4 29,42 101
Kalijambe 5 32,98 80
Kalijambe 6 35,67 61
Kalijambe 7 40,16 41
Kalijambe 8 42,53 37
Kalijambe 9 44,55 32
Kalijambe 10 47,48 18
Tabel 4.5b Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Barepan.
Nama Sampel Kadar Air Tekanan Mengembang
(%) (kPa) Barepan 1 18,79 160
Barepan 2 20,02 150
Barepan 3 23,91 120
Barepan 4 25,29 105
Barepan 5 28,64 91
Barepan 6 31,8 80
Barepan 7 32,54 80
Barepan 8 35,37 70
Barepan 9 37,92 43
Barepan 10 39,39 32
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Tabel 4.5c Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Mlese.
Nama Sampel Kadar Air Tekanan Mengembang
(%) (kPa) Mlese 1 16,5 105
Mlese 2 18,6 91
Mlese 3 21,3 89
Mlese 4 23,91 52
Mlese 5 24,12 40
Mlese 6 33,84 28
Mlese 7 34,02 22
Mlese 8 36,06 21
Mlese 9 37,07 17
Mlese 10 38,94 21
Tabel 4.5d Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Simo.
Nama Sampel Kadar Air Tekanan Mengembang
(%) (kPa)
Simo 1 19,53 125
Simo 2 23,41 80
Simo 3 27,43 75
Simo 4 29,61 69
Simo 5 33,27 52
Simo 6 36,11 46
Simo 7 39,01 28
Simo 8 41,48 -
Simo 9 43 -
Simo 10 46,2 -
Hasil pengujian tekanan mengembang tanah pada lokasi Simo yang ditunjukkan
dalam Tabel 4.5d hanya terdapat 7 hasil uji dikarenakan pada ketiga sampel
dengan kadar air tertinggi yaitu 41,48%, 43%, dan 46,2% tidak mengalami
pengembangan (swelling) sehingga tidak dilakukan pengujian tekanan
mengembang pada ketiga sampel tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Nilai tekanan mengembang yang disajikan pada Tabel 4.5a-4.5d diperoleh dari
hasil perhitungan dengan menggunakan program excel. Perhitungan tekanan
mengembang tiap pembebanan pada masing-masing sampel dapat dilihat pada
contoh berikut, sedangkan untuk hasil lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.6
Perhitungan tekanan mengembang tanah, sampel Kalijambe kadar air 21,15%
pembebanan 16,9kPa
Ukuran cincin
Diameter 6.20 cm
Tinggi, Ho 1.900 cm
Luas ring, A 30.18 cm2
Volume ring, V 57.33 cm3
Berat cincin, Wr 22.75 gr
Data sampel sebelum pengujian persentase mengembang
Berat Jenis Tanah, G 2.48
Kadar Air awal, wo 21.15 %
Berat cawan + tanah basah, W1 85.24 gr
Berat tanah basah, Wb = W1-Wr 62.49 gr
Berat tanah kering, Wd = Wb/(1+wo) 51.58 gr
Tinggi bahan padat, Hs = Wd/(Gs.A) 0.69 cm
Angka pori, eo = (Ho - Hs)/Hs 1.76
Derajat kejenuhan, So = wo.G/eo 29.86
Data awal pengujian tekanan mengembang (t=0)
Height of specimen 1,7655 cm
Strain 10,3438 %
Volume change 5,9304 cm3
Dial reading 205
Perhitungan pada t=0,09 menit
Dial reading (t=0,09 menit) = 204,8
Dial reading diubah ke dalam satuan cm dengan dikalikan 10-3