## KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIS TANAH LEMPUNG TERHADAP KADAR AIR (KAMPUS UNAND LIMAU MANIS PADANG)
Liliwarti 1 , Silvianengsih 2 , Satwarnirat 3

## Abstract
Padang, West Sumatra is prone to landslides, because most of the topography of the city of Padang has a degree of slope steepness on average> 40%, with high levels of rainfall. Campus Unand Padang Limau Manis located slope of a hill at an altitude of ± 255 m above sea level, which is a hilly area. With the rapid development of the construction of the campus, the facilities and infrastructure already started to be built on a slope, this allows the potential for landslides will threaten, and high rainfall which often occur in areas Limau Manis. Analysis done by wetting of the soil with varying water content ranging from addition of water 40%, 50%, 55%, 60% and 70%.
Results of the analysis showed that the type of soil at the Polytechnic campus-Unand including the type MH-OH (USCS classification) that is clay-silt with high plasticity.
Value cohesion (c) clay-berlanau (MH-OH) is strongly influenced by the water content, if the water content of> 40%, the value of the meter shear strength (cohesion) as a significant decrease drastically.
Keywords: water content, cohesion, land
Abstrak
Kampus Universitas Andalas dan Politeknik Negeri Padang terletak di lereng bukit, tanah dasarnya didominasi oleh  lapisan  lempung  yang  rentan  terhadap  perobahan  kadar  air.  Kekuatan    geser  tanah  ini  sangat  dipengaruhi oleh kandungan air yang ada dalam tanah tersebut.
Penelitian  ini    dilakukan  untuk  mendapatkan  pengaruh  kadar  air  terhadap  kekuatan  geser  tanah,  yaitu    dengan cara penambahan  air secara bertahap (bervariasi), mulai dari kadar air dibawah Liquid Limit dan diatas kadar air Liquid  Limit .  Dan  dilanjutkan  dengan  pengujian  kuat  geser  masing  masing  variasi.Pengujian  dilakukan dilakukan dengan variasi kadar air mulai dari 40% , 50%, 55%, 60% dan 70% .
Hasil  analisa  memperlihatkan  bahwa  jenis  tanah  di  kampus  Unand-Politeknik  termasuk  jenis  MH-OH (klasifikasi USCS) yaitu tanah lempung-lanau dengan plastisitas tinggi.
Nilai  kohesi    tanah  lempung-berlanau  (MH-OH)  sangat  dipengaruhi  oleh  kadar  air,  jika  kadar  air  >  40%,  nilai para  kuat  geser  (kohesi)  tanah  secara  siknifikan  menurun  drastis.  Sedangkan  penurunan  nilai  kuat  geser  tanah dari kondisi asli  sampai  mencapai  ± 75% . Hal ini  menunjukkan bahwa  kekuatan geser tanah lempung sangat rentan terhadap perobahan kadar air.
Kata Kunci : Kadar Air, Kohesi, Tanah

## 1. PENDAHULUAN
Kota Padang memiliki topografi yang bervariasi,  perpaduan  daratan  yang  landai  dan perbukitan bergelombang yang curam. Sebagian besar topografi wilayah Kota Padang memiliki  tingkat  kelerengan  lahan  rata-rata  > 40%.  Faktor  yang  mempengaruhi  tingkat bahaya longsoran lahan di daerah Kota Padang adalah karakteristik lahannya berupa kemiringan  lereng  yang  umumnya  berkisar  23 -  99%  dan  curah  yang  tidak  menentu  (KLHS Padang).  Kampus  Universitas  Andalas  dan Politeknik Negeri Padang terletak di lereng
bukit,  tanah  dasarnya  didominasi  oleh  lapisan lempung  yang  rentan  terhadap  perobahan kadar air.

## 2. STUDI PUSTAKA

## 2.1 Kuat Geser Tanah
Kekuatan  geser  tanah  ditentukan  untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan.
Noormalasari  dan  Susanto  2000,  meneliti
Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang
1 E-mail: liliwarti@yahoo.co.id
2 E-mail: silvianengsih@rocketmail.com
3 E-mail:satwarnirat_1966@yahoo.com
tentang  Perilaku  Tanah  Ekspansif  dan  metode perbaikan  di  Lipo  Cikarang  menyatakan peningkatan  kadar  air  pada  tanah  ekpansif tidak saja menyebabkan penurunan kuat geser, tetapi  juga  pengembangan  volume  yang menyebabkan  retakan  pada  bangunan  dan bergelombangnya perkerasan jalan secara tidak merata.
Yudayana 2001, Pengaruh variasi tegangan air pori negatif terhadap perubahan tegangan geser pada lempung kaolinit. Secara umurn hasilnya menunjukkan  bahwa  saat drying tegangan geser tanah naik, sedang saat wetting tegangan geser tanah mengalami penurunan.
Sholihin  2005,  meneliti  tentang  Perilaku potensi  mengembang  dan  kuat  geser  tanah lempung  ekspansif  akibat  siklus  basah  dan kering. Hasil studi menunjukkan bahwa terjadi penurunan persentase mengembang dan tekanan mengembang tanah lempung ekspansif apabila  jumlah  siklus  berulang  basah  kering meningkat.  Sebaliknya,  kuat  geser  tanah lempung  ekspansif  akan  meningkat  setelah melewati  siklus  berulang  basah-kering  yang cukup  tinggi.  Harga  parameter  kekuatan  geser tanah  dapat  ditentukan  dengan  pengujian  di laboratorium  dengan  melakukan  uji  :  Triaxial, Direct  Shear,  Kuat  Tekan  Bebas,  Uji  Vane Shear Test.

## 2.1.1  Uji Triaxial
Uji triaksial merupakan bentuk pengujian yang dapat diandalkan dalam menentukan parameter tegangan  geser.  Parameter  parameter  geser  / sudut geser (  ) dan kohesi (c) didapatkan dari penggambaran diagram mohr.
Gambar 2.1. Hubungan Antara Tegangan Normal dan Tegangan Geser
2.2.2 Direct Shear test (Uji Geser Langsung)
Kekuatan geser suatu massa tanah  merupakan perlawanan  internal  tanah  tersebut  per  satuan
luas  terhadap  keruntuhan  atau  pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah . Kekuatan  geser  tanah  ditentukan  untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan.
Menurut  Mohr  Coulomb,  Tegangan  geser tanah  adalah  kombinasi  antara  Tegangan normal dan tegangan geser
Coulomb (1976) mendefinisikan :
   tg c .  
Gambar 2.2 . Hubungan antara Tegangan Normal dan Tegangan Geser
2.2.3 Uji Tekan Bebas (Unconfined

## Compression Test)
Uji tekan bebas termasuk hal yang khusus dari uji  triaksial unconsolidated-undrained (tak terkonsolidasi-tak terdrainase). Kondisi pembebanan  sama  dengan  yang  terjadi  pada uji  triaksial,  hanya  tegangan  selnya  nol  ( 3  =0).
Gambar 2.3. Lingkaran Mohr pada uji Kuat Tekan Bebas
Gambar  2.3.    menjelaskan    uji  kuat  tekan bebas,  tegangan  sel  (tegangan  keliling)  3 =  0 dan tegangan utama mayor (  1 ) =  .=q u
Gambar 2.4 Hubungan antar Regangan dan Tegangan
Gambar  2.4  menjelaskan  hubungan  antara regangan  dan  tegangan  (tegangan  deviator), puncak  dari  kurva  adalah nilai  dari  kuat tekan bebas (q u )

## 2.2.4 Vane Shear Test
Vane  test  adalah  suatu  cara  untuk  mengukur kekuatan geser setempat pada tanah.
Mengukur  kekuatan  geser  tanah  dengan vane shear  test akan  menghasilkan  momen  torsi yang  bekerja  pada  saat  terjadinya  keruntuhan (failure).
Alat  pengukur  ini  kita  dapat  menentukan momen  torsi  yang  bekerja  pada  saat  terjadi keruntuhan (failure). Dari momen torsi ini kita dapat  menentukan  kekuatan  geser  dari  tanah yang diperiksa, yaitu kekuatan geser Undrained , yaitu :
              6 d 2 h d 14 , 3 T CU 3 2
dimana :
CU =   Kuat geser Undrained,
T    =   momen torsi,
d    =   diameter baling-baling
h    =   tinggi baling-baling

## 3. METODE PENELITIAN
3.1    Pengambilan  sampel  tanah  terganggu
( disturb  sample )  dan  tidak  terganggu ( undisturb sample ), diambil di 3 (tiga) lokasi,
Lokasi 1 : lereng pada kampus Politeknik. Lokasi 2 : lereng pada kampus Unand. Lokasi 3 : lereng pada kampus Unand.
Gambar 3.1 Lokasi Pengambilan sampel tanah
Tanah  tidak  terganggu (undisturbed  sample ), digunakan  untuk  pengujian  Triaxial,  UCS), sedangkan  untuk  tanah  terganggu  ( disturbed sample ) digunakan untuk pengujian berat jenis,
analisa butir dan atterberg limit .
3.2     Proses pembasahan ( wetting ).
a. Sampel  tanah  yang  sudah  dikeringkan dilakukan  penambahan  kadar  air  secara bertahap  yaitu  mulai  dibawah  kadar  air Liquid Limit dan diatas kadar air Liquid Limit ).
Gambar 3.2. Sampel tanah dalam kotak uji.
b. Pemeraman  benda  uji  yang  sudah ditambah  dengan  air  didiamkan  selama 3  hari,  dilanjutkan  dengan  Pengujian sifat mekanis tanah  (untuk setiap variasi kadar air) diantaranya,
 Kadar air
 Kuat  Tekan  bebas  ( unconfined compressive streght )
 Triaxial
 Vane shear test
4. HASILDAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Sifat fisis
Tabel 4.1. Sifat Fisis Tanah Lo kasi KA (%) GS  b (kg/ cm 3 ) LL (%) PL (%)
1 2
3 50
57.5
59.6 2.58 2.62 2.70 1.45 1.43 1.54 66
64 58
55 47 49.3
Berdasarkan  nilai  sifat  fisis  tanah  dari ketiga lokasi (tabel 4.1),  maka tanah dapat di klasifikasikan:
a. Tanah 1
 Menurut  USCS  ( Unifide  Soil
Classification Systim ) LL = 66, lolos no 200  50%
IP =11 Maka  tanah  termasuk  jenis  MH-
OH  yaitu  tanah  lempung  organik dengan  plastisitas  sedang  sampai tinggi  Menurut AASTHO, Tanah
termasuk  jenis  tanah  A-7-5,  yaitu
tanah lanau-lempung.
b. Tanah 2
 Menurut  USCS  ( Unifide  Soil Classification Systim )
LL = 64, lolos no 200  50% IP  =17Maka tanah termasuk  jenis
MH-OH  yaitu  tanah  lempung organik  dengan  plastisitas  sedang sampai tinggi  Menurut AASTHO, Tanah termasuk  jenis  tanah  A-7-5,  yaitu tanah lanau-lempung.
c. Tanah 3
- Menurut  USCS  ( Unifide  Soil
Classification Systim ) LL = 58, lolos no 200  50% IP = 8.7 Maka  tanah  termasuk  jenis  MH- OH  yaitu  tanah  lempung  organik dengan  plastisitas  sedang  sampai tinggi - Menurut AASTHO, Tanah termasuk  jenis  tanah  A-5,  yaitu tanah lanau-lempung. 4.2    Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah Tabel 4.2. Sifat Mekanis
Lokasi c (kg/ cm 2 )  q u (kg/ cm 2 ) 1 2 3 0.19 0.22 0.11 8.7 26 30 0.3 0.81 1.1 Tabel 4.2 merupakan hasil uji sifat mekanis dari proses pembasahan ( wetting ).
Tabel 4.3 . Kadar air dan parameter kuat geser Lokasi 1 KA (%) c (kg/ cm 2 )  q u (kg/ cm 2 ) 43.37 56.137 64.57 77.76 0.08 0.037 0.0277 0.022 2.58 - - - 0.61
-
- -
Gambar 4.1. Hubungan antara kadar air dan kohesi (lokasi 1)
Gambar 4.1 menunjukkan bahwa penambahan air di tas 40%, nilai kohesi tanah turun.
Tabel 4.2 Kadar air dan parameter kuat    geser
Lokasi 2 KA (%) c (kg/ cm 2 )  q u (kg/ cm 2 ) 41.705 48.76 56.137 66.237 73.59 0.465 0.32 0.064 0.033 0.027 26 3.24 - - - 0.61 - - - -
Gambar 4.2 Hubungan antara kadar air dan kohesi (lokasi 2)
Gambar  4.2  menunjukkan  bahwa  penambahan air di tas 40%, nilai kohesi tanah turun.
Tabel 4 . Kadar air dan parameter kuat    geser
Lokasi 3 KA (%) c (kg/ cm 2 )  (dera jat) q u (kg/ cm 2 )
37.798 42.89 49.41 60.61 71.103 0.26 0.42 0.069 0.046 0.031 4.25 4.74 - - - 1.12 0.46
- - -
Gambar 4.3 Hubungan antara kadar air dan kohesi (lokasi 3)
4.4.   Kuat geser tanah
Nilai kuat geser tanah mengalami penurunan jika penambahan air di atas 40%, sedangkan untuk tanah asli dengan kadar air 50%, kuat geser tanah 0.7 kg/cm 2
Gambar 4.4 Hubungan antara kadar air dan kuat geser tanah (lokasi 1)
Pada  lokasi  2,  dengan  penambahan  air  diatas 40  %,  nilai  kuat  geser  tanah  mengalami penurunan.
Gambar 4.5 Hubungan antara kadar air dan kuat geser tanah (lokasi 2)
Pada lokasi 3, dengan adanya penambahan air diatas 40% kuat geser tanah menurun.
Gambar 4.6 Hubungan antara kadar air dan kuat geser tanah (lokasi 3)
Tanah asli
Tanah  pada  lokasi  1,2  dan  3  memperlihatkan dengan  bertambahnya  air,  secara  siknifikan kohesi dan kuat geser tanah menurun (berlaku untuk  tanah  1,  2  dan  3)  yaitu  tanah  dengan jenis MH-OH ( tanah lempung-lanau berplastisitas tinggi).

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1     Kesimpulan
1. Berdasarkan  nilai  sifat  fisis  tanah dengan  lokasi  kampus  Unand  dan Politeknik  Negeri  Padang,  menurut klasifikasi  USCS  tanah  termasuk jenis  MH-OH  yaitu  tanah  lempung- lanau dengan plastisitas tinggi.
2. Nilai  parameter  kuat  geser  tanah lempung-berlanau  (MH-OH)  sangat dipengaruhi oleh kadar air, jika kadar air > 40%, nilai para meter kuat geser dan kohesi secara siknifikan menurun drastis.
3. Penurunan nilai kuat geser tanah dari kondisi asli  ± 75% ( kadar air 60%).
5.2    Saran
a. Perlu  dilakukan  pengujian  tanah lempung  pada  lokasi  lainnya  untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.
b. Perlu  adanya  korelasi  antara  nilai vane  shear  test  terhadap  nilai  kohesi tanah yang didapat dari uji triaxial.

## 6.       DAFTAR PUSTAKA
ASTM,  2003, Annual  Book  of  ASTM Standards , section 4, volume 04.08 Soil and Rock.
Fernandez, 2007. Kajian Karakteristik
Lempung  Bobonaro  Di  Propinsi  Nusa Tenggara Timur .
Hardiyatmo,  H.C.,  2002, Mekanika  Tanah  I ,
Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hardiyatmo,  H.C.,  2002, Mekanika  Tanah  II ,
Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Liu, C and Jac B 2003, Soil Propertis, Testing
Measurement  and  evaluation,  Prentice
Hall International, Inc, New Jersey.
Indarto dkk, 2000. Pengaruh siklus Pengeringan dan Pembasahan terhadap kelakuan tegangan Geser tanah
Kelempungan, Prosiding Pertemuan ilmiah  tahunan  geoteknik  –IV  INDO- GEO 2000
Sholihin 2005, Perilaku potensi mengembang dan kuat geser tanah lempung ekspansif akibat siklus basah dan kering .
http://ebursa.depdiknas.go.id/pustaka/harvester /index.php/record/view/2968
Yudayana  2001, Pengaruh  variasi  tegangan air  pori  negatif  terhadap  perubahan tegangan geser pada lempung kaolinite . http://ebursa.depdiknas.go.id/pustaka/harvester /index.php/record/view/2