JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
November 2024: hlm 1137-1144
EISSN 2622-545X
ANALISIS PERUBAHAN KUAT GESER PADA TANAH LEMPUNG DAN PASIR
AKIBAT PENAMBAHAN FLY ASH TIPE C
Lounardy Febrian1.
Alfred Jonathan Susilo2, dan Andhika Putra Setiawan3 Program Studi Sarjana Teknik Sipil.
Universitas Tarumanagara.
Jl.
Letjen S.
Parman No.
Jakarta.
Indonesia 325200080@stu.
Program Studi Doktor Teknik Sipil.
Universitas Tarumanagara.
Jl.
Letjen S.
Parman No.
Jakarta.
Indonesia alfred@ft.
Program Studi Sarjana Teknik Sipil.
Universitas Tarumanagara.
Jl.
Letjen S.
Parman No.
Jakarta.
Indonesia 325200050@stu.
Masuk: 26-06-2024, revisi: 15-07-2024, diterima untuk diterbitkan: 18-09-2024
ABSTRACT
The characteristics of the underlying soil greatly influence the stability of building foundations.
Clay and sandy soils are commonly used in civil construction, each with drawbacks.
This study aims to enhance the shear strength of clay and sandy soils by adding Type C fly ash.
Clay soil samples were taken from Cengkareng.
West Jakarta, fly ash from steam power plant Paiton.
Central Java, and sandy soil from Garut.
West Java.
Testing included index properties, atterberg limits, grain size analysis, compaction, triaxial, and direct shear.
The results indicate that adding Type C fly ash can significantly increase sandy soil's shear angle and cohesion.
In contrast, adding fly ash in clay soil tends to reduce the shear angle but increase cohesion.
Assuming an everyday stress of 10 kg/cmA, the shear strength of sandy soil increased by 11,91 % with a 20% Type C fly ash mixture, whereas the shear strength of clay soil decreased by 43,00 % with a 20% Type C fly ash mixture.
The conclusion from this study indicates that Type C fly ash is more effective when used in sandy soil to enhance shear strength, and further research is needed to determine the optimal fly ash content for various soil conditions.
Keywords: Type C fly ash.
clay soil.
sandy soil.
shear strength
ABSTRAK
Stabilitas pondasi bangunan sangat dipengaruhi oleh karakteristik tanah di bawahnya.
Dalam konstruksi sipil, tanah lempung dan pasir sering digunakan, namun keduanya memiliki kelemahan masing-masing.
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kuat geser tanah lempung dan pasir melalui penambahan fly ash tipe C.
Sampel tanah lempung diambil dari Cengkareng.
Jakarta Barat, fly ash dari pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) Paiton.
Jawa Tengah, dan tanah pasir dari Garut.
Jawa Barat.
Pengujian meliputi index properties, atterberg limit, grain size analysis, kompaksi, triaxial, dan direct shear.
Hasil menunjukkan bahwa penambahan fly ash tipe C dapat meningkatkan sudut geser dan kohesi tanah pasir secara signifikan, sedangkan pada tanah lempung, penambahan fly ash cenderung mengurangi sudut geser namun meningkatkan kohesi.
Dengan asumsi tegangan normal 10 kg/cmA, kuat geser tanah pasir meningkat sebesar 11,91 % pada campuran fly ash tipe C 20%, sedangkan kuat geser tanah lempung menurun sebanyak 43,00 % pada campuran fly ash tipe C 20%.
Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa fly ash tipe C lebih efektif digunakan pada tanah pasir untuk meningkatkan kuat geser, dan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan kadar fly ash yang optimal pada berbagai kondisi tanah.
Kata Kunci: Fly ash tipe C.
tanah lempung.
tanah pasir.
kuat geser
PENDAHULUAN
Dalam membangun sebuah bangunan, kekuatan pondasi suatu bangunan bergantung pada kualitas tanah di bawahnya.
Komposisi tanah, yang terdiri dari partikel-partikel kecil, sangat penting untuk menjamin stabilitas struktural dan ketahanan terhadap kekuatan eksternal seperti mendorong dan menarik (Panjaitan, 2017.
Nurdian et al.
, 2.
Dalam dunia konstruksi sipil, tanah lempung dan tanah pasir biasa digunakan.
Tanah lempung, dengan butirannya yang halus dan kemampuannya untuk mengembang dan berkontraksi terhadap perubahan kadar air, memiliki kemampuan kohesi dan retensi air yang tinggi (Subradja et al.
, 2.
Sebaliknya, tanah berpasir, dengan butirannya yang kasar, cepat kering namun kurang kaku.
Untuk meningkatkan stabilitas tanah, bahan tambahan seringkali (Melinda, 2.
Analisa Perubahan Kuat Geser pada Tanah Lempung dan Pasir Akibat Penambahan Fly Ash Tipe C Febrian et al.
Fly ash merupakan produk sampingan dari pembakaran batu bara pada suhu tinggi, dapat meningkatkan kekuatan dan kohesi tanah liat dan pasir.
Hal ini telah menjadi fokus studi dalam meningkatkan sifat mekanis tanah (Prabakar et al.
Simatupang et al.
, 2020.
Abdurrozak, 2.
Penelitian ini menggunakan sampel tanah lempung dari Cengkareng.
Jakarta Barat, fly ash dari pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) Paiton.
Jawa Tengah, dan tanah pasir dari Garut.
Jawa Barat.
Percobaan meliputi tes index properties, grain size, atterberg limit, kompaksi, triaxial, dan direct shear yang bertujuan untuk mendapatkan dan mengolah data guna meningkatkan stabilitas tanah dalam konstruksi.
Adapun tujuan utama dalam penelitian ini ialah mengetahui perbandungan kuat geser tanah lempung dan pasir natural dengan tanah lempung dan pasir natural yang sudah ditambahkan fly ash tipe C.
METODE PENELITIAN
Penelitian diawali dengan pemilihan topik yang difokuskan pada pengujian kuat geser tanah lempung dan pasir ketika ditambahkan fly ash.
Literatur yang ada ditinjau untuk mendukung teori yang dipilih.
Sampel tanah liat dan pasir dikumpulkan dan diuji di laboratorium Geoteknik dan Mekanika Tanah Universitas Tarumanagara.
Berbagai pengujian dilakukan seperti index properties, atterberg limit, grainsize analysis, triaxial, dan direct shear untuk menilai karakteristik tanah dan kuat gesernya.
Adapun penambahan fly ash tipe C pada saat pengujian triaxial dan direct shear pada campuran sampel sebanyak 10%, 15%, dan 20%.
Data yang dikumpulkan dari pengujian ini dianalisis untuk mengetahui dampak penambahan fly ash.
Hasil pengujian pada tanah lempung dan pasir alami dibandingkan dengan tanah lempung dan pasir yang dicampur fly ash untuk mengetahui kadar fly ash.
optimal yang dapat meningkatkan kuat geser tanah.
Kesimpulan dan rekomendasi dibuat berdasarkan temuan analisis data, dengan diagram alir disajikan pada Gambar 1.
Mulai Penentuan Topik Pengumpulan Sampel.
Studi Literatur, dan Referensi Uji Laboratorium (Sampel Tana.
Index Properties Atterberg Limit Grain Size Analysis Kompaksi Uji Laboratorium (Campuran Sampe.
Direct Shear Tanah Pasir Fly ash Tipe C 10% Tanah Pasir Fly ash Tipe C 15% Tanah Pasir Fly ash Tipe C 20% Triaxial Tanah Lempung Fly ash Tipe C 10% Tanah Lempung Fly ash Tipe C 15% Tanah Lempung Fly ash Tipe C 20% Analisis Data Sampel Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 1.
Diagram alir JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
November 2024: hlm 1137-1144
EISSN 2622-545X
HASIL DAN PEMBAHASAN
Index properties Uji index properties digunakan di laboratorium untuk memastikan spesifit gravity (G.
tanah, yang didefinisikan sebagai rasio berat jenis partikel tanah terhadap berat jenis air pada suhu 4AC.
Nilai Gs yang lebih rendah menunjukkan kepadatan partikel tanah yang lebih rendah, sedangkan nilai Gs yang lebih tinggi menunjukkan kepadatan partikel tanah yang lebih tinggi.
Tabel 1.
Nilai Gs tanah lempung dan tanah pasir
Nilai Gs Tanah Lempung
2,73
2,74
2,69
2,72
Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
Gs Rata-rata Nilai Gs Tanah Pasir
2,67
2,65
2,68
2,68
Atterberg limit Pengujian atterberg limit menentukan batas cair (WL), batas plastis (WP), dan batas susut (WS) tanah berbutir halus.
Pengujian ini mengungkap sifat fisis, plastis, dan sifat kemampatan tanah melalui perubahan volume, menghasilkan parameter LL.
PL, dan plasticity index yang mendukung analisis sifat tanah seperti kembang susut dan kuat geser.
Tabel 2 dan Gambar 2 menunjukkan hasil pengujian untuk atterberg limit tanah lempung.
Tabel 2.
Nilai atterberg limit tanah lempung
Liquid Limit (LL) 53,9 % 53,7 % 52,4 % Plasticy Index Ip
Pengujian Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
Rata-rata Plastic Limit (PL) 40,872 % 41,655 % Plasticity Index (PI) 13,027 % 12,066 % 12,480 % Shrinkage Ratio
1,579
1,647
1,677
Upper Limit Line
OH & MH
OH & MH
ML&OL
Liquid Limit WL Gambar 2.
Grafik klasifikasi tanah berdasarkan cassgrande chart Grainsize analysis Pengujian grain size analysis menentukan distribusi butiran tanah melalui sieve analysis dan hydrometer.
Pengujian ini menghasilkan klasifikasi jenis tanah dan persentase butiran pasir, lanau, dan lempung.
Tabel 3 menunjukkan grainsize analysis untuk tanah lempung dan tanah pasir.
Analisa Perubahan Kuat Geser pada Tanah Lempung dan Pasir Akibat Penambahan Fly Ash Tipe C Febrian et al.
Tabel 3.
Nilai grainsize analysis tanah lempung dan pasir
Gravel
7,14
4,04
1,99
Sampel Tanah Lempung 1
Sampel Tanah Lempung 2
Sampel Tanah Lempung 3
Sampel Tanah Pasir 1
Sampel Tanah Pasir 2
Sampel Tanah Pasir 3
Percentage (%) Sand
Silt
15,28
74,09
16,68
77,17
15,74
76,94
99,98
0,02
99,96
0,04
99,82
0,18
Clay
3,49
2,11
5,44
Kompaksi Pengujian kepadatan tanah menentukan kepadatan kering maksimum dan kadar air optimal.
Pengujian kompaksi berfokus untuk mengecilkan rongga tanah, menunjukkan korelasi antara kadar air dan berat volume.
Ketika berat volume kering bertambah oleh beban dinamis, tanah merapat karena berkurangnya rongga.
Tabel 4 dan Gambar 3 menunjukkan hasil pengujian dari kompaksi.
Tabel 4 Nilai water content dan yudry .
Uji pemadatan 1 Uji pemadatan 2 Uji pemadatan 3 Uji pemadatan 4 Uji pemadatan 5 Water Content (%) Dry Density .
r/cm.
yudry 1,152 1,192 1,271 1,323 1,268 Zav d max= 1,32 gr/cm3 W Opt = 36,5 % 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 Water Content (%) Gambar 3.
Grafik kompaksi Direct shear Pada pengujian direct shear, yang penting untuk ditentukan adalah nilai parameter kohesi .
dan sudut geser .
dari material tanah.
Dua faktor ini merupakan indikator utama dalam mengevaluasi karakteristik kekuatan dan perilaku kuat geser tanah.
Pada Gambar 4-6, pengujian direct shear didapatkan fly ash tipe C dapat lebih optimal dalam meningkatkan sudut geser .
, dan meningkatkan kohesi (C) sedikit pada campuran pasir.
Selain itu pada perhitungan kuat geser dengan asumsi tegangan normal (E) 10 kg/cm2 didapatkan kenaikan kuat geser sebanyak 38,02% pada campuran pasir fly ash tipe C 20% dari kuat geser tanpa fly ash.
Selengkapnya untuk pengujian Direct Shear ada pada Tabel 5.
JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
November 2024: hlm 1137-1144
EISSN 2622-545X
Sudut Geser .
Pasir Natural Pasir Natural Fly Ash C 10% Pasir Natural Fly Ash C 15% Pasir Natural Fly Ash C 20% Gambar 3.
Grafik sudut geser .
penambahan fly ash tipe C direct shear Kohesi (C) Pasir Natural Pasir Natural Fly Ash C 10% Pasir Natural Fly Ash C 15% Pasir Natural Fly Ash C 20% Gambar 4.
Grafik kohesi (C) penambahan fly ash tipe C Kuat Geser (E) Pasir Natural Pasir Natural Fly Ash 10% Pasir Natural Fly Ash 15% Pasir Natural Fly Ash 20% Gambar 5.
Grafik kuat geser (E) penambahan fly ash tipe C Analisa Perubahan Kuat Geser pada Tanah Lempung dan Pasir Akibat Penambahan Fly Ash Tipe C Febrian et al.
Tabel 5.
Nilai sudut geser, kohesi, kuat geser, dan persentase kenaikan/penurunan kuat geser Sampel Pasir Natural Campuran Pasir Fly ash Tipe C 10% Campuran Pasir Fly ash Tipe C 15% Campuran Pasir Fly ash Tipe C 20% Sudut Geser .
Kohesi (C) KN/m2 Kuat Geser (E = C E.
29,30 9,365 8,51 Persentase Kenaikan/ Penurunan dengan Sampel Natural (%) 32,20 7,914 9,53 11,91 37,74 9,718 11,71 37,56 37,83 9,741 11,75 38,02 Triaxial Triaxial adalah uji laboratorium yang digunakan untuk menentukan nilai kohesi .
dan sudut geser dalam .
Informasi ini penting untuk menghitung kapasitas beban tanah, tegangan dalam tanah, dan kestabilan lereng.
Untuk mengevaluasi kekuatan geser dan stabilitas tanah, penting untuk memiliki data tegangan lateral yang relevan.
Sudut Geser .
Pada Gambar 7-9, pengujian triaxial didapatkan fly ash tipe C dapat lebih optimal dalam mengurangi sudut geser, serta meningkatkan kohesi pada campuran tanah lempung.
Serta dari perhitungan asumsi tegangan normal (E) 10 kg/cm2 didapatkan kuat geser dari campuran tanah lempung dan fly ash menurun sebanyak 14,20 % untuk kadar fly ash tipe C 10%, menurun 29,31 % untuk kadar fly ash tipe C 15 %, dan menurun sebanyak 43,0 % untuk kadar fly ash tipe C 20%.
Untuk hasil dari pengujian triaxial terdapat pada Tabel 6.
Tanah Natural Tanah Natural Fly Ash C 10% Tanah Natural Fly Ash C 15% Tanah Natural Fly Ash C 20% Gambar 6.
Grafik sudut geser .
penambahan fly ash tipe C Kohesi (C) Tanah Natural Tanah Natural Fly Ash C 10% Tanah Natural Fly Ash C 15% Tanah Natural Fly Ash C 20% Gambar 7.
Grafik kohesi (C) penambahan fly ash tipe C triaxial JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
November 2024: hlm 1137-1144
EISSN 2622-545X
Kuat Geser (E) Tanah Natural Tanah Natural Fly Ash C 10% Tanah Natural Fly Ash C 15% Tanah Natural Fly Ash C 20% Gambar 8.
Kuat geser (E) penambahan fly ash tipe C triaxial Tabel 6.
Nilai sudut geser, kohesi, kuat geser, dan persentase kenaikan/penurunan kuat geser Sampel Tanah Lempung Natural Campuran Tanah Lempung Fly ash Tipe C 10% Campuran Tanah Lempung Fly ash Tipe C 15% Campuran Tanah Lempung Fly ash Tipe C 20% Sudut Geser .
Kohesi (C) KN/m2 Kuat Geser (E = C E.
18,95 44,07 3,88 Persentase Kenaikan/ Penurunan dengan Sampel Natural (%) 15,65 51,94 3,33 -14,20 12,38 44,13 2,74 -29,31 9,11 59,82 2,21 -43,00 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan A A A A A Penambahan fly ash tipe C pada campuran tanah lempung dapat menurunkan kuat geser pada tanah lempung.
Sedangkan campuran fly ash tipe C dengan tanah pasir cenderung meningkatkan kuat geser.
Fly ash tipe C cenderung paling baik untuk meningkatkan sudut geser dan meningkatkan kohesi sedikit pada campuran dengan tanah pasir.
Fly ash tipe C cenderung paling baik untuk mengurangi sudut geser dan meningkatkan kohesi pada Tanah Kadar optimum paling baik pada campuran fly ash tipe C untuk meningkatkan kuat geser ialah fly ash tipe C pasir.
Karena dapat meningkatkan kuat geser sebanyak 38,02% dari kuat geser tanpa fly ash.
Fly ash tipe c cukup baik untuk meningkatkan kuat geser pada campuran tanah pasir, tetapi tidak pada tanah Saran Perlu dilakukan penelusuran kadar fly ash tipe C yang berbeda, guna menentukan kadar yang paling efektif dalam berbagai kondisi tanah lempung dan pasir.
Pengujian sifat mekanik lain dari campuran pasir dan tanah lempung dengan fly ash.
Misalnya kuat tekan, analisis daya dukung tanah, dan lainnya.
Perlu dilakukan pengujian dengan sumber fly ash, tanah lempung, dan pasir dari tempat yang berbeda.
Analisa Perubahan Kuat Geser pada Tanah Lempung dan Pasir Akibat Penambahan Fly Ash Tipe C Febrian et al.
DAFTAR PUSTAKA