## ANALISIS PENGARUH GRADASI UKURAN BUTIRAN KASAR TANAH TERHADAP NILAI KUAT TEKAN
Vikent Dior Reagan 1 dan Gregorius Sandjaja Sentosa 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia vikentd@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia gregoriuss@ft.untar.ac.id
Masuk: 30-12-2023, revisi: 16-01-2024, diterima untuk diterbitkan: 26-01-2024

## ABSTRACT
In the construction realm, soil plays a crucial role as a primary load-bearing element in buildings, ensuring stability, safety, and resilience. In Indonesia, land scarcity has become a pressing issue, leading to construction projects often being conducted on clayey and silty soils. This research aims to analyze the soil in the Tangerang region, Banten, with the goal of determining the soil's compressive strength and optimum moisture content across various variations in fine particle sizes. The testing procedures involve compaction tests and unconfined compression tests conducted in a laboratory setting. The compaction process is utilized to find values for soil density and optimum moisture content, while  the  unconfined  compression  test  is  employed  to  ascertain  the  soil's  compressive  strength.  Fine  particle  size variations are the key parameters in this research. The results of the analysis are expected to provide insights into the mechanical  properties  of  the  soil  in  the  region,  enabling  more  precise  and  effective  construction  planning.  This research not only encompasses technical aspects but also sheds light on the construction challenges amid the growing issue of land scarcity in Indonesia.
Keywords : Compaction test; shear strength; unconfined compression test; clay; silt

## ABSTRAK
Dalam  ranah  konstruksi,  tanah  memegang  peran  yang  sangat  penting  sebagai  salah  satu  pendukung  beban  pada bangunan,  memastikan  kestabilan,  keamanan,  dan  ketahanan  pada  bangunan.  Di  Indonesia,  lahan  sangat  terbatas karena itu pembangunan semakin mendesak, yang mengakibatkan pembangunan konstruksi seting dilakukan di atas tanah lempung dan lanau. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk menganalisis tanah di daerah Tangerang, Banten. Dengan tujuan menentukan nilai kuat tekan tanah dan kadar air optimum dengan berbagai variasi ukuran butir halus. Pelaksanaan pengujian yang digunakan melibatkan uji kompaksi dan unconfined compression test pada laboratorium. Proses kompaksi digunakan untuk mencari nilai kepadatan dan kadar air optimum, sementara unconfined compression test digunakan untuk menentukan kuat tekan tanah. Variasi presentase ukuran butir menjadi parameter utama dalam penelitian ini. Hasil analisis diharapkan dapat memberikan pemahaman mengenai tentang sifat-sifat mekanis tanah di daerah tersebut, dan memungkinkan perencanaan konstruksi yang lebih tepat dan efektif. Penelitian ini tidak hanya mencakup  aspek  teknis,  tetapi  juga  menyoroti  tantangan  konstruksi  di  tengah  keterbatasan  lahan  yang  semakin menjadi masalah di Indonesia.
Kata kunci: Kompaksi; kuat tekan; unconfined compression test ; tanah lempung; tanah lanau

## 1. PENDAHULUAN
Dalam bidang teknik sipil tanah sangat berkaitan erat dengan struktur sebuah bangunan.Tanah lempung dan lanau merupakan  jenis  tanah  yang  memiliki  kuat  tekan  yang  relatif  rendah.  Apabila  kuat  tekan  yang  rendah  dapat mengakibatkan  kemampuan  dalam  mendukung  beban  yang  terbatas.  Tanah  lempung  dan  lanau  juga  memiliki karakteristik  kompresibilitas  yang  besar  yang  dapat  mengakibatkan  penurunan  pada  tanah  (Umam  et  al.,  2017). Sehubungan dengan keterbatasan karakteristik tanah lempung dan lanau yang tidak menguntungkan tersebut maka lapisan  tanah  tidak  dapat  mendukung  beban  yang  besar.  Karakteristik  kekuatan  tanah  dapat  diidentifikasi  di laboratorium  dengan  cara  melakukan unconfined  compression  test .  Dari  pengujian  tersebut  dapat  dikeluarkan parameter kuat tekan dan kohesi.
Kelemahan tanah pasir ini adalah tanah pasir termasuk jenis tanah yang memiliki gradasi butiran yang seragam maka perlu dilakukannya pengujian ini. Kapasitas tanah dapat dilihat dari kuat tekan tanahnya yaitu kuat tekan dan kohesi. Kohesi  pada  tanah  adalah  gaya  tarik  menarik  antar  partikel  tanah.  Salah  satu  penyebab  yang  mempengaruhi  nilai
kohesi  adalah  kerapatan  dan  jarak  partikel  pada  tanah,  sehingga  presentase  gradasi  butiran  dapat  memengaruhi kerapatan  pada  partikel  tanah.  Kapasitas  kuat  tekan  tanah  juga  dapat  dipengaruhi  oleh  gradasi  butiran  pada  tanah dikarenakan kekasaran permukaan pada permukaan tanah yang disebabkan oleh distribusi ukuran dan bentuk partikel pada tanah itu sendiri.kuat tekan itu dipengaruhi oleh presentase ukuran butiran kasar. Untuk pengujian tekan bebas, semakin padat suatu massa tanah maka semakin besar sudut gesernya, sebaliknya semakin lepas suatu massa tanah maka semakin kecil nilai sudut geser yang didapatkan (Tantra & Prihatiningsih, 2019) . Untuk mengetahui perubahan kuat tekan tersebut dapat dilakukan simulasi kandungan butiran kasar pada tanah berbutir halus di laboratorium.
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  simulasi  kandungan  butiran  kasar  pada  tanah  berbutir  halus  di  wilayah  Bumi Serpong  Damai  (BSD)  dengan  koordinat  -6,30333677959941,  106,64952379864245  (Gambar  1)  yang  lahannya digunakan untuk pembangunan gedung tinggi yang biasanya membutuhkan daya dukung yang cukup baik. Penelitian dilakukan untuk  mengetahui  potensi  perubahan  kuat  tekan  tanah  jika  kandungan butir  kasar  bervariasi  pada  tanah butiran  halus.  Pada  penelitain  ini  dilakukan  pengujian index properties, atterberg limit, grainsize analysis,  uji kompaksi, dan unconfined compression test pada setiap jenis rekayasa dimana setiap rekayasa memiliki kadar pasir yang berbeda beda. Hal ini menunjukkan perlunya dilakukan unconfined compression test pada jenis tanah tersebut. Penelitian ini akan dilakukan dengan simulasi kandungan butir kasar pada tanah berbutir halus untuk mengetahui kuat tekan tanah.

## Gambar 1. Peta sebaran tanah lunak di provinsi Banten (Wardoyo et al., 2019)

## Tanah
Tanah merupakan kumpulan mineral, bahan organic, dan endapan yang relative lepas yang terletak pada batuan dasar. Pada umumnya, tanah juga dapat dibedakan dari butirannya yaitu tanah berbutir kasar dan tanah berbutir halus.Tanah bisa juga diartikan sebagai bahan yang terdiri dari agregat padat berupa campuran butiran yang tidak tercampur kimia (Tantra  &  Prihatiningsih,  2019).  Tanah  juga  salah  satu  komponen  penting  dalam  bidang  konstruksi.  Pemahaman mengenai karakteristik, baik sifat fisik atau mekanis tanah sangatlah diperlukan pada pekerjaan konstruksi, seperti pada pekerjaan struktur bawah, penimbunan tanah, dan dam. Selain itu, pemahaman mengenai karakteristik tanah juga sangat penting dalam beberapa isu seperti bencana alam, seperti longsor, likuifaksi, dan gempa bumi (Putra, 2002).

## Pengujian index properties
Pengujian  pada  laboratorium index  properties bertujuan  untuk  mencari  parameter-parameter  tanah  yang  dapat menunjukkan sifat-sifat asli dari tanah. Parameter yang didapatkan adalah besarnya nilai specific gravity dari tanah (Gs) untuk mengetahui klasifikasi tipe tanah.
Tabel 1. Hubungan specific gravity dengan tipe tanah (Das, 1985) Type of Soil Gs Kerikil dan Pasir Lanau anorganik Lempung organik Lempung anorganik 2,65-2,68 2,62-2,68 2,58-2,65 2,68-2,75 Humus Gambut 1,37 1,25-1,80

## Pengujian grainsize analysis
Karakteristik tanah sangat berhubungan dengan ukuran butirnya. Ukuran butir dijadikan dasar untuk pemberian nama dan mengklasifikasikan jenis tanah (Hardiyatmo, 2002). Analisis ukuran butir adalah teknik yang biasanya dilakukan dalam ilmu geoteknik.  Analisis dilakukan untuk menentukan ukuran partikel yang berbeda dalam bentuk  sedimen atau suatu unit tanah tertentu. Pengujian ini dilakukan dengan dua cara yaitu sieve analysis dan hydrometer analysis . Sebagai standar pengujian berpedoman pada standar American Society for Testing and Materials (ASTM) D 1140- 54.

## Uji kompaksi
Materialtanah bukan hanya dimanfaatkan sebagai lapisan pendukung konstruksi, tetapi juga tidak jarang digunakan secara  langsung  sebagai bahan  konstruksi  (Panguriseng,  2018).  Uji  kompaksi  adalah  proses  yang  dilakukan  untuk melakukan pemadatan dan mengecilkan rongga-rongga pada tanah. Tujuan pemadatan sering dilakukan yang biasanya dilakukan  yaitu  memperbesar  kuat  geser  tanah,  mengurangi  permeabilitas  pada  tanah,  dan  mengurangi  perubahan bentuk  tanah  akibat  perubahan  adar  air,  dan  lain-lain  (Hardiyatmo,  2002).  Uji  pemadatan  juga  dilakukan  untuk mengetahui hubungan kadar air dan berat volume pada tanah. dari hasil pengujian akan didapatkanya parameter data berupa berat volume kering. Dimana peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis disebut sebagai pemadatan dimana tanah semakin merapat dikarenakan semakin berkurangnya rongga pada tanah. Besar nilai berat volume kering dapat didapatkan dari Persamaan 1.
γ 𝑑𝑟𝑦 = γ 1+w (1)
dimana γ dry = berat volume kering tanah, γ = berat volume tanah, w = kadar air.
Pada  pengujian  ini,  pengujian  yang  dilakukan  adalah  uji  kepadatan  modifikasi.  Sebagai standard pengujian berpedoman  pada  standar  ASTM  D  698  dan  ASTM  D  157  mengenai modified  proctor  compaction .  Dimana  uji kepadatan  modifikasi  merupakan  modifikasi  dari  uji  kepadatan  standar.  Yang  membedakan  adalah  jumlah  lapisan yang diuji merupakan 5 lapisan dengan 25 pukulan, berat hammer sebesar 10 lbs, dan tinggi jatuh setinggi 45,72 cm. Pemadatan  pada  tanah  berfungsi  untuk  menambah  kekuatan  pada  tanah.  Pada  pemadatan  tanah  terdapat  berbagai kondisi tanah sesperti kadar air sisi kering, kadar air optimum, dan kadar air sisi basah. Pada kadar air sisi kering dapat diartikan bahwa kadar air pada tanah tersebut berada pada dibawah kadar air optimum dimana pada grafik hubungan antara berat volume kering dan kadar air terdapat pada di sisi kiri kadar optimum. Sedangkan untuk kadar air sisi basah  berada  pada  sisi  setelah  kadar  air  optimum.  Pada  pelaksanaan  pemadatan  di  lapangan  sangat  sulit  untuk dicapainya kondisi  optimum dari  berat volume  kering.  Dilakukannya pengujian  untuk pemeriksaan  kadar  air pada kondisi kering, optimum, dan basah dikarenakan untuk mencari nilai dari kekuatan tanah tersebut.

## Unconfined compression test
Unconfined compression test adalah nilai tegangan aksial yang dapat ditahan oleh suatu benda sebelum  mengalami kerusakan oleh gaya tekanan dilakukan pengujian hingga tanah mengalami kegagalan. Pada pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai kohesi dan nilai kuat tekan bebas. Untuk perhitunganya dapat dinyatakan Persamaan 2-3.
𝑄 𝑢 = P A (2)
𝐶 = Q u 2 (3)
dimana Q u = kuat tekan bebas, P = beban yang diberikan, A = luas penampang sampel, C = kohesi, dan Q u = kuat tekan bebas.
Berikut merupakan unconfined compression test dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Unconfined compression test
Pada  pengujian  ini  sebagai  standar  pengujian  berpedoman  pada  standar  ASTM  D  2166  mengenai unconfined compressive strength .

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Diagram alir dapat dilihat pada Gambar 3.
Pertama-tama  pengumpulan  sampel  tanah  dilakukan  dan  dilakukannya  pengujian  pada  sampel  tanah  pada laboratorium  seperti  pengujian index  properties,  atterberg  limit , grainsize  analysis ,  uji  kompaksi,  dan unconfined compression  test untuk  mengetahui  parameter-parameter  dari  tanah  tersebut.  Setelah  itu,  dilakukannya  simulasi rekayasa campuran butir kasar terhadap butir halus dimana kandungan pasir pada tanah 20%, 25%, 30%, dan 35%. Setelah itu dilakukannya pengujian pengujian index properties, atterberg limit, grainsize analysis, uji kompaksi, dan unconfined  compression  test untuk  setiap  rekayasa  dimana  yang  paling  utama  dari  penilitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui kadar air optimum dan nilai kuat tekan tanah dengan presentase ukuran butir yang berbeda-beda.

## Gambar 3. Diagram alir

## 3. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian kompaksi untuk setiap varian campuran kadar pasir pada tanah dapat dilihat pada Gambar 4 dan Tabel 2. Gambar 4 merupakan grafik gabungan data kompaksi untuk berbagai varian kadar pasir. Pada Gambar 4 dan Tabel 2 dapat dilihat apabila presentase pasir semakin besar maka kadar air pada kondisi 95% kering, kondisi optimum, dan kondisi 95% semakin berkurang.
Hasil pengujian nilai kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 5-6 beserta Tabel 3. Gambar 5 merupakan grafik nilai kuat tekan terhadap presentase pasir 20%, 25%, 30%, 35%. Pada Gambar 6 dan Tabel 3 dapat dilihat apabila presentase pasir pada tanah semakin besar maka kuat tekan pada tanah juga paling tinggi diikuti dengan 95% kering dan kuat tekan terendah pada 95% basah.
Gambar 4. Grafik gabungan data kompaksi untuk berbagai varian kadar pasir
Tabel 2. Nilai water content pada berat isi tanah pada presentase kadar pasir pada tanah
Kadar Pasir Water Content Pada Kondisi Berat Isi Tanah (%) 95% Kering Kondisi 100% Optimum 95% Basah 20% 28 34 41 25% 25,6 32,5 38 30% 21,5 30,5 37 35% 20,5 30 36,3 1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 1.20 1.22 1.24 1.26 1.28 1.30 1.32 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 1.44 1.46 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Dr y u n it w eig h t (g r/cm 3 ) Moisture content, w (%)
Poly. (20% kadar pasir pada tanah)
Poly. (25% kadar pasir pada tanah)
Poly. (35% kadar pasir pada tanah) Poly. (30% kadar pasir pada tanah)
Gambar 5. Grafik nilai kuat tekan terhadap presentase pasir 20%, 25%, 30%, 35%
Gambar 6. Grafik nilai kuat tekan terhadap kondisi tanah pada 95% kering, 100% optimum, dan 95% basah
Tabel 3. Hasil pengujian unconfined compression test pada variasi presentase pasir pada kondisi 95% kering, kondisi optimum, dan kondisi 95% basah
kadar pasir 95% kering (kN/m 2 ) kondisi optimum (kN/m 2 ) 95% basah (kN/m 2 ) 20% 416,13 960,23 319,23 25% 700,43 1131,06 394,71 30% 753,21 1260,33 535,85 35% 838,60 1561,08 665,17

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
1)  Pada tanah yang diuji yang berasal dari Tangerang dapat disimpulkan bahwa semakin besar presentase pasir pada tanah maka kadar air optimum nya juga semakin kecil dapat dilihat dengan kadar air optimum pada
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 15% 20% 25% 30% 35% 40% qu ( k N/m 2 ) Presentase Pasir 95% Kering 100 Kadar Air 95% Basah
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.00 90% 95% 100% 105% 110% qu ( k N/m 2 ) Kadar Air 20% Kadar Pasir 25% Kadar Pasir 30% Kadar Pasir
35% Kadar Pasir 95% Kering 100% Optimum 95% Basah
presentase  20%  merupakan  34%,  kadar  air  optimum  pada  presentase  25%  merupakan  32,5%,  kadar  air optimum pada presentase 30% merupakan 30,5%, kadar air optimum pada presentase 30% merupakan 34%.
2)  Semakin besar presentase pasir maka akan semakin besar juga nilai kuat tekan yang dihasilkan. Dapat dilihat pada tanah dengan presentase 20% pasir untuk kondisi optimum sebesar 9,79 kg/cm 2 , sedangkan pada tanah dengan presentase 25% pasir untuk kondisi optimum sebesar 11,53 kg/cm 2 .
3) Ditemukan  pada  tanah  natural  dengan  presentase  pasir  20%  memiliki  nilai  kuat  tekan  pada  kondisi  95% kering bernilai 416,13 kN/m 2 , pada kondisi optimum bernilai 960,23 kN/m 2 , dan pada 95% kondisi basah bernilai 319,23 kN/m 2 . Pada pengujian kali ini pada rentang presentase pasir 20% hingga 35% pada tanah dengan  kondisi  95%  basah  memiliki  rentang  416,13  kN/m 2 hingga  838,6  kN/m 2 ,  pada  kondisi  optimum memiliki rentang 960,23 kN/m 2 hingga 1561,08 kN/m 2 , dan pada kondisi 95% basah memiliki rentang 319.23 hingga 665,17 kN/m 2 .
4) Pada pengujian hasil kuat tekan pada kondisi 95% kering lebih besar daripada kondisi 95% basah pada berat isi kering tanah pada semua simulasi dengan kadar pasir yang berbeda beda. Dikarenakan pada 95% kering memiliki  kadar  air  yang  lebih  sedikit  dengan  kondisi  berat  isi  kering  yang  menuju  kondisi  optimum  dan sebaliknya pada kondisi 95% basah memiliki kadar air yang lebih besar dengan kondisi berat isi kering yang mengalami  penurunan  dari  kondisi  optimum.  Sehingga  kuat  tekan  yang  didapat  pada  kondisi  95%  basah lebih kecil sedikit dari kondisi 95% kering.
5) Pada pengujian ini semakin banyak kadar pasir dalam tanah maka 𝛾 zav semakin besar dikarenakan Gs pada tanah semakin besar yang mengakibatkan 𝛾 zav semakin besar.

## Saran
1) Untuk mendapatkan parameter tanah yang lebih akurat, dapat dilakukannya pengambilan sampel yang cukup banyak dikarenakan apabila perlu dilakukannya pengujian ulang maka sampel tanah tetap cukup.
2) Pada proses pencampuran tanah dengan pasir perlu dilakukannya pengujian Grain Size untuk memastikan bahwa presentase pasir pada tanah lebih akurat.

## DAFTAR PUSTAKA
Das, B. M. (1985). Makanika tanah (jilid 1) . Erlangga. Hardiyatmo, H. C. (2002). Mekanika tanah I. Gadjah Mada University Press. Panguriseng, D. (2018). Dasar-dasar mekanika tanah. Pena Indis. Putra, H. (2002). Mekanika tanah: Parameter dan prosedur pengujian. Gre Publishing.
Tantra, H., & Prihatiningsih, A. (2019). Analisis kuat geser tanah clay shale yang terendam dan tidak terendam denga unconfined compression test.
JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil , 2 (1) 77-85. https://doi.org/10.24912/jmts.v2i1.3037
Umam, K., Nugroho, S. A., & Wibisono, G. (2017). Pengaruh gradasi pasir dan kadar lempung terhadap kuat geser tanah. Jurnal Onlien Mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Riau , 4 (1), 1-8. Wardoyo, Sarwondo, Destiasari, F., Wahyudin, Wiyono, Hasibuan, G., & Sollu. (2019). Atlas sebaran tanah lunak Indonesia. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.