KORELASI HARGA LIQUID LIMIT (LL) DAN PLASTISITAS

## INDEKS (PI) DENGAN EXPANSION INDEX (EI) UNTUK TANAH DI KECAMATAN CEMPAKA KOTA BANJARBARU
Fitria Handayani, Eka Purnamasari, dan Ruliana Febrianty
Jurusan Teknik Sipil Uniska MAB Email: fitriauniska@gmail.com; eka.ftsuniska@gmail.com; rullyanafebrianti@yahoo.com

## ABSTRACT
Certain soils will experience a change in volume if the proportion of air changes which is called soil shrinkage. When there is a difference in water will cause the soil to shrink, and vice versa if the proportion of air increases then the soil will expand. Percentage of groundwater  to  expand  in  development  projects  carried  out  during  the  summer. Buildings that cover the ground prevent the occurrence of air which causes the volume of soil under the building to increase. Development and different soils (usually confined soil  at  the  top  of  the  soil  surface)  can  cause  damage  (cracks)  to  surface  structures, namely building structures, canal wall reinforcement and road pavements.
Development and soil differentiation (usually confined soil at the top of the soil surface) can cause damage (cracks) to surface structures between building structures, canal wall reinforcement  and  road  pavements.  To  determine  the  value  of  the  swelling  and shrinkage  of  the  soil,  the  expansion  index  test  (EIT)  was  carried  out.  The  amount  of development is expressed in the Expansion Index (EI)
Keywords:  Expansion  Index,  Expansion  Potential,  Clay,  Soil  shrinkage,  Soil  Liquid Limit

## 1. PENDAHULUAN
Tanah  tertentu  akan  mengalami  perubahan  volume  jika  persentase  air  berubah yang disebut  dengan kembang susut tanah.  Bilamana terjadi penyusutan  persentase air akan  mengakibatkan  tanah  menyusut,  begitu  pula  sebaliknya  bila  persentase  air meningkat  maka  tanah  akan  mengembang.  Persentase  air  tanah  menjadi  mengembang pada  pembangunan  proyek  yang  dilaksanakan  saat    musim  panas.  Bangunan  yang menutup  tanah  mencegah  terjadinya  penguapan  air  menyebabkan  volume  tanah  di bawah  bangunan  meningkat.  Pengembangan  dan  penyusutan  tanah  (biasanya  tanah terkekang  di  bagian  atas  permukaan  tanah)  dapat  menyebabkan  kerusakan  (retak) struktur  bangunan  permukaan  yaitu  strktur  gedung,    perkuatan  dinding  saluran  serta perkerasan jalan.
Dalam  konstruksi  bangunan,  nilai Ekspansion  Index (EI)  berpengaruh  dalam perencanaan  suatu  proyek  bangunan.  Nilai Ekspansion  Index (EI)  didapatkan  dari pengujian  di  laboratorium.  Setiap  melakukan  pengujian  EI  dalam  suatu  perencanaan pasti memerlukan besarnya dana operasional serta lamanya waktu pengujian. Salah satu solusi  untuk  meefisienkan  dana  operasional  dan  waktu  yaitu  dengan  cara menghubungkan  beberapa  parameter  EI.  Pemeriksaan  tanah  untuk  mendapatkan  harga EI  adalah Plastisitas  Indeks (PI)  dan Liquid  Limit (LL).  Perolehan  angka  dari  hasil pengujian akan mendapatkan harga korelasi antara Liquid Limit (LL), Plastisitas Indeks
(PI), dengan Ekspansion Index (EI). Jika nilai Liquid Limit (LL serta Plastisitas Indeks (PI) diperoleh, maka harga EI diperoleh. Seed dkk, 1962 menyatakan Hubungan empiris S denganPI dirumuskan sebagai berikut: S = (PI) 2,44 x (2,16 x 10 -3 )
Persamaan  korelasi  tanah  setiap  daerah  kemungkinan  berbeda.  Belum  adanya Persamaan  Plastisitas  Indeks  dengan  Ekspansion  Indeks  untuk  daerah  Banjarbaru menjadi penyebabkan dilaksanakan penelitian tentang korelasi Plastisitas Indeks dengan Ekspansion  Index untuk  kondisi  di  Banjarbaru    sehingga  dengan  diketahuinya Plastisitas  Indeks akan  diperoleh Ekspansion  Index tidak  harus  mengerjakan  banyak pemeriksaan tanah.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Perubahan Kapasitas Akibat Pengembangan Tanah
Jenis tanah  akan mengalami perubahan kapasitas ketika persentase air berubah yang  dsebut  dengan  kembang  susut  tanah.  Apabila  terjadi  pengurangan  persentase  air akan menyebabkan tanah lempung menyusut, begitu pula sebaliknya bila persentase air bertambah maka tanah lempung akan mengembang. Derajat pengembangan bergantung pada beberapa faktor yaitu  bahan organik, Jenis dan banyaknya mineral lempung  yang terkandung  dalam  tanah,  susunan  tanah,  konsentrasi  garam  dalam  air  pori,  valensi kation, sementasi, luas spesifik lempung dan sebagainya.
Pengaruh susut pada tanah-tanah berbutir halus menjadi masalah penting dalam masalah pelaksanaan proyek. Retak akibat susut dapat muncul secara lokal, jika tekanan kapiler melampaui kuat tarik tanah (kohesi). Retak pada bagian makrostruktur lempung akan  mengurangi  kekuatan  massa  tanah  secara  keseluruhan  sehingga  mengakibatkan rendahnya daya stabilitas lereng maupun kecilnya kapasitas daya dukung pondasi.
Pengetahuan sifat kembang susut tanah diperoleh melalui  berbagai sifat indeks tanah,  analisis-analisis  mineralogi  dan  kimia,  korelasi  dengan  klasifikasi  dan  maupun pengujian  pengembangan  di  laboratorium.  Tabel  2.1  menunjukkan  potensi  ekpansi tanah dari pengujian pengembangan pada tanah-tanah ekspansif  maupun lempung oleh Gibbs (1969), Holtz (1969) dan USBR (1974). Pada Tabel 2.2 menunjukkan hasil sama dari pengujian Chen (1988) pada area Rocky Mountain.
Tabel 2.1 Derajat Ekspansi (Gibbs 1969, Holtz 1969,  USBR 1974)
Batas Susut SL (%) Persen koloid <0,001 mm (%) Indeks Plastisitas (%) Pengembangan karena tekanan 6,9 kPa (%) Liquid Limit (LL) (%) Derajat Ekspansi <7 <13 <15 <10 <39 Rendah 7-10 13-20 15-25 10-20 39-50 cukup 10-16 20-28 25-35 20-30 50-63 Besar >16 >28 >35 30 >63 Sangat Besar Tabel 2.2 Pengujian Potensi Pengembangan (Chen, 1988) N- SPT Liquid Limit (LL) (%) Persen Lolos saringan No.200 Kemungkinan Ekspansi (%) Tekanan Pengembangan (kPa) Derajat Ekspansi <10 <30 <30 <1 <150 Rendah 10-20 30-40 30-60 1-5 150-250 cukup 20-30 40-60 60-95 5-10 250-1000 Besar >30 >60 >95 >10 >1000 Sangat Besar
Seed dkk, 1962 menyimpulkan besaran  derajat ekspansi yang ditunjukkan pada Tabel 2.3. Rumusan SI dan PI tanah  sebagai berikut: S = (PI) 2,44 x (2,16 x 10 -3 ) Tabel 2.3 Klasifikasi Derajat Ekspansi Derajat Ekspansi S (%) Sangat Besar >25 Besar 5-25 cukup 1,5-5 Rendah 0-1,5 Sumber : Hardiyatmo (2006)
Pada  tanah  yang  dipadatkan,  telah  diamati    bahwa  tanah  yang  dipadatkan  pada basah  optimum  dan  pada  persentase  air  lebih  rendah  memperlihatkan  kurang kecenderungannya untuk mengembang. Hal i i, kemungkinan disebabkan oelh susunan tanahnya lebih beraturan. Dalam praktek bahan pencegah air semacam membran (bahan Geosintetik)  telah  digunakan  untuk  mencegah  air  masuk  dalam  zona  tanah  rawan pengembangan.  Jika  perubahan  persentase  air  tanah  pondasi  dicegah,  maka  tidak  akan ada  perubahan  volume  tanah.  Stabilisasi  kimia  juga  telah  digunakan  untuk  mereduksi derajat pengembangan tanah, seperti sodium montmorillonite.

## 2.1 Pengujian Pengembangan Tanah di Laboratorium
Sebutan  untuk  perilaku  tanah  ekspansif  adalah  potensi  pengembangan (Swell potential) yang  umumnya  diuji  dengan  uji  pengembangan.  Benda  uji  kering  direndam sesudah  diberi  beban  merata  sehingga  benda  uji  meninggi.  Selisih  tinggi  dibagi  tinggi pertama  merupakan  potensi  pengembangannya  dalam    persen.  Pemeriksaan  dilakukan konsolidometer.  Spesifikasi  hasil  pemeriksaan  satu  dengan  lainnya  sering  tidak  sama karena belum adanya prosedur standar pengujian.
Persentase  air  pertama  dapat  berupa  persentase  air  asli,    kering  udara  serta persentase  air  optimum.    Beban  merata  antara  2,9-71,8  kPa.  Kasus  lain  Beban  dapat dibuat  sama  dengan  tekanan  di  tempat  (in-situ)  atau  sama  dengan  tekanan overburden yang diperkirakan sebelumnya.
Kriteria  pengujian  antara  lain  tinggi  sampel  12-37  mm  sedangkan  diameternya berkisar  50-112  mm.  Besarnya    diameter  sampel  tanah  mengurangi  gesekan  dinding, sehingga  pengembangan  sampel  lebih  besar.  Sampel  tanah  berupa undisturbed (tanah asli) maupun remolded (dibentuk). Pada sampel remolded perlu diperhatikan persentase air , kepadatan, serta bagaimana pemeraman sampelnya.
Lama  pengujian  ditentukan  dari    waktu  yang  dibutuhkan  air  untuk  masuk  ke dalam  sampel  tanah  karena  tanah-tanah  ekspansif  tidak  langsung  mengembang  saat dimasukkan air. Beberapa peneliti melakukan pengujian 24 jam atau menunggu sampai kecepatan mengembang  telah mencapat kecepatan tertentu, msal 0,001”/jam  sehinggga memerlukan waktu beberapa hari (Coduto, 1994).
Gambar 2.1 Alat Uji Pengembangan (Cudoto, 1994)
Pendapat Snethen (1984) pengertian potensi pengembangan yaitu keseimbangan peruba han volume tegak lurus (atau deformasi sampel benda uji) pada  konsolidometer yang  ditunjukkan  dari  ketinggian  pertama  sampel  (undisturbed),  beserta  persentase  air dan  kepadatan  normal  kondisi  jenuh  di  bawah  beban  setara  tekanan  lapisan  tanah penutup di tempat tersebut dinyatakan dengan persen.
Jumlah pengembangan dinyatakan dalam Indeks Ekspansi, EI ( Expansion Index ) yang didefinisikan oleh persamaan:
EI = 1000hF
EI = Indeks Ekspansi h = tinggi sampel tanah dalam inchi F = berat butiran tanah  lolos saringan no.4 dalam persen
Tabel 2.4  Interpretasi Hasil uji EI EI Derajat Ekspansi >130 Sangat Tinggi 91-130 Tinggi 51-90 cukup 21-50 Rendah 0-20 Sangat Rendah

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Pengambilan  sampel  tanah  bertempat  di  Kecamatan  Cempaka  kota  Banjarbaru. Pengujian  dilakukan di Laboratorium Tanah di  Fakultas Teknik  Uniska MAB.  Sampel tanah  diambil  di  Kecamatan  Cempaka  Kota  Banjarbaru  sebanyak  tiga  daerah  sampel. Setiap  tanah  berjarak  rata-rata  60  meter  menggunakan  cangkul  sebanyak  60  kilogram untuk  setiap  tanah.  Kemudian  sampel  tanah  yang  sudah  sudah  diperoleh  dilakukan  uji laboratorium.  Jenis  pengujiannya  antara  lain Ekspansion  Indeks (EI),  berat  jenis, pengujian  distribusi  ukuran  butir,  batas  plastis  (PL)  dan  Liquid  Limit  (LL),  serta pemadatan standar.  Total benda uji  ditunjukkan Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1  Total Benda Uji Jenis Pemeriksaan Total Benda Uji Berat jenis 3 Plastisitas Limit 3 Liquid Limit 3 Pemadatan 3 Distribusi ukuran butir 3 EI 3
3.3 Flowchart
Flowchart penelitian pada Gambar 3.1 berikut :
Perolehan sampel tanah  di Tiga daerah di Kecamatan Cempaka Banjarbaru Studi Pustaka Persiapan Bahan dan Peralatan START Pemeriksaan sifat-sifat tanah yaitu:
Berat jenis (ASTM D-854-58) Ukuran Butir (ASTM D-422-72) Batas plastis (ASTM 424-74) Pemadatan standar  (ASTM D-1557)
Liquid Limit (ASTM D-423-66)
Pengujian EI tanah asli
Analisis Perhitungan Kesimpulan FINISH Pengujian pengembangan dengan konsolidometer selama 24 jam Korelasi Liquid Limit (LL) dan Plastisitas Indeks
(PI) dengan Ekspansion Index (EI)

## 4. PEMBAHASAN DAN HASIL

## 4.1 Hasil Penelitian
Pembahasan  hasil  kegiatan  penelitian  yang    dilaksanakan  yaitu  pengujian  berat jenis  tanah,  pengujian  Atterberg  Limit,  Pemadatan  Tanah,  persentase  air  tanah    Asli Kecamatan Cempaka Banjarbaru sebagai berikut.

## 4.1.1 Persentase Air
Pemeriksaan  persentase  air  pada  saat  kondisi  tanah  undisturbed  (tidak terganggu).    Berikut  ini  Tabel  4.1  hasil  pengujian  persentase  air  tanah  di  Kecamatan Cempaka Banjarbaru.
Tabel 4.1  Pemeriksaan Persentase Air Tanah Kecamatan Cempaka Banjarbaru No Benda Uji Persentase Air (%) 1. Tanah Sampel 1 2,23 2. Tanah Sampel 2 2,25 3. Tanah Sampel 3 4,47

## 4.1.2 Specific Gravity
Berikut  ini  Tabel  4.2  hasil  pengujian  berat  jenis  ( Specific  Gravity )tanah  di
Kecamatan Cempaka Banjarbaru. Tabel 4.2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah Kecamatan Cempaka Banjarbaru No Benda Uji Berat jenis 1. Tanah Sampel 1 2,557 2. Tanah Sampel 2 2,547 3. Tanah Sampel 3 2,506 4.1.3 Liquid Limit (LL) dan Plastisitas Limit (PL) Pemeriksaan  batas-batas  atterberg  memperoleh  harga Plastisitas  Indeks (PI) yang diperoleh dari pengurangan nilai Liquid Limit (LL) dengan Plastisitas Limit (PL) Tabel 4.3
Tabel  4.3 Pemeriksaan Atterberg No Benda Uji Liquid Limit (LL) Plastisitas Limit (PL) Plastisitas Indeks = LL- PL 1. Tanah Sampel 1 36,400 25,210 11,190 2. Tanah Sampel 2 38,000 26,290 11,710 3. Tanah Sampel 3 46,000 31,390 14,070

## 4.1.4 Standar Proctor
Parameter  yang  diperoleh    dari  pemadatan standar  proctor adalah  angka persentase air optimum (w opt ) serta berat isi kering maksimum  (γd maks ) dan seperti pada Tabel  4.4
Tabel 4.4 Hasil Pemadatan Tanah Asli Kecamatan Cempaka Banjarbaru
No Jenis Tanah Parameter Pemadatan Berat  Kering Maksimum (g/cm 3 ) Wopt (%) 1. Tanah Sampel 1 1,635 20,800 2. Tanah Sampel 2 1,580 22,400 3. Tanah Sampel 3 1,352 32,600

## 4.1.5 Hasil Uji EI menurut Rumus Snethen (1984)
Hasil  pengujian  setelah  dimasukkan  ke  dalam  rumus  Snethen  1984 tabel  4.5 berikut.
Tabel 4.5  Derajat Ekspansi Tanah Cempaka Banjarbaru Hasil Uji EI Menurut Rumus
Snethen (1984) No Jenis Tanah h (tinggi sampel dalam inchi F (Persentase tanah Lolos saringan No.4 dalam persen) EI = 1000 x h x F Derajat ekspansi (%) 1. Tanah Sampel 1 0,472 4% 23,622 Rendah (21-50) 2. Tanah Sampel 2 0,472 6% 33,701 Rendah (21-50) 3. Tanah Sampel 3 0,472 10% 47,244 Rendah (21-50)

## 4.1.6. Hasil uji Potensi Pengembangan Tanah Cempaka Banjarbaru Berdasarkan Rumus Potensi Pengembangan (Seed dkk, 1962)
Perolehan  hasil  perhitungan  setelah  dimasukkan  ke  dalam  rumus  Seed  dkk 1962 pada  tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.6 Derajat Ekspansi Tanah Cempaka Banjarbaru Berdasarkan Rumus Potensi
Pengembangan (Seed dkk, 1962) No Jenis Tanah Plastisitas Indeks (PI) (%) Potensi pengembangan (S) (%) S = 2,16 x 10 -3 x (PI) 2,44 Derajat ekspansi (%) 1. Tanah Sampel 1 11,190 0,783 Rendah (0-1,5) 2. Tanah Sampel 2 11,710 0,874 Rendah (0-1,5) 3. Tanah Sampel 3 14,070 1,369 Rendah (0-1,5)

## 4.2 Pembahasan
4.2.1 Hubungan Nilai Plasitisitas Indeks (PI) dan Potensi Pengembangan ( S) Tabel  4.8 peroleh nilai  PI, Persen lolos saringan No.200,  LL, EI, S dan derajat Ekspansi.
Tabel 4.8 Derajat Ekspansi Tanah Cempaka Banjarbaru No Jenis Tanah Plastisitas Indeks (PI) (%) Persen Lolos saringan No.200 (%) Liquid Limit (LL) (%) Expansion Indeks (EI) (%) Potensi pengembangan (S) (%) Derajat ekspansi (%) 1. Tanah Sampel 1 11,190 31,550 36,400 23,622 0,783 Rendah 2. Tanah Sampel 2 11,710 43,190 38,000 33,701 0,874 Rendah 3. Tanah Sampel 3 14,070 60,610 46,000 47,244 1,369 Rendah
Dari  Tabel  4.8  dapat  disimpulkan Semakin  kecil  nilai  derajat  ekspansi  maka kualitas tanah tersebut semakin bagus. Dari hasil pengujian disimpulkan semakin tinggi nilai PI maka nilai S semakin besar. Tabel 4.9 perbandingan nilai hasil pengujian.
Tabel 4.9 Nilai S dan PI No Jenis Tanah PI (%) S (%) 1. Tanah Sampel 1 11,190 0,783 2. Tanah Sampel 2 11,710 0,874 3. Tanah Sampel 3 14,070 1,369
Diagram perbandingan nilai PI dan S pada Gambar 4.1 sebagai berikut.
= PI = S
Gambar 4.1 Diagram Harga Hasil Pengujian PI dan S
Gambar 4.2 Grafik Korelasi Harga S dan PI
Diagram  menunjukan  semakin  tinggi  PI  maka  nilai  S  semakin  besar.  Korelasi antara harga Plastisitas Indeks (PI) dan S dimasukkan  persamaan Y = a+bX. Analisis perhitungan  untuk  korelasi  ini  menggunakan    metode  analitis  persamaan  linear  dan grafik linear.
Pada  Gambar  4.2  grafik  korelasi  hubungan  nilai  PI  ( Plastisitas  Indeks ) terhadap  S  (potensi  pengembangan)  dari  tiga  buah  tanah  sampel.    Grafik  persaman linear dimana Plastisitas Indeks merupakan X, sedangkan S merupakan Y, sehingga Y = 0,2054 X -1,5225. Penguraian rumus menjadi  S = 0,2054 PI  - 1,5225. Dalam analisis perhitungan didapatkan hasil akhir nilai R = 0,9997 sesuai dengan rentang persyaratan R = 0,80-1,00.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 PI S y = 0.2054x - 1.5225 R² = 0.9994 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 5 10 15 N ilai S ( % ) Nilai PI (%) Perbandingan Nilai PI terhadap S untuk menentukan Derajat Ekspansi
Misalkan diperoleh angka Plastisitas Index 10% didapat harga S = 0,2054 (10) -1,5225.  Diperoleh  nilai  S  sebesar  0,5315  %.  Korelasi  PI  dan  S  menunjukan  semakin tinggi PI tanah maka nilai S tanah akan mengalami peningkatan.
4.2.2 Hubungan Nilai Plasitisitas Indeks (PI) dan Expansion Indeks (EI)
Hasil  pengujian  menyimpulkan  semakin  tinggi  nilai  PI  maka  nilai  EI  semakin besar.  Dalam  melakukan  perbandingan  kedua  nilai  hasil  pengujian  dituangkan  pada tabel 4.9:
Tabel 4.9 Harga EI dan PI No Jenis Tanah PI (%) EI (%) 1. Tanah Sampel 1 11,190 23,622 2. Tanah Sampel 2 11,710 33,701 3. Tanah Sampel 3 14,070 47,244
Diargam Perbandingan nilai PI dan EI pada Gambar 4.3 sebagai berikut.
Gambar 4.1 Diagram Nilai Hasil Pengujian PI dan EI

## 5. PENUTUP

## 5.1 Kesimpulan
Hasil  pengujian  ini  menyatakan  bahwa  ketiga  tanah  sampel  di  kecamatan Cempaka Banjarbaru mempunyai nilai EI  yakni sampel tanah Tanah Sampel 1 sebesar 23,622, sampel tanah Tanah Sampel 2 sebesar 33,701, dan sampel tanah Tanah Sampel 3  sebesar.  47,244.  Sedangkan  potensi  pengembangan  sampel  tanah  Tanah  Sampel  1 sebesar  0,783,  sampel  tanah  Tanah  Sampel  2  sebesar  0,874,  dan  sampel  tanah  Tanah Sampel  3  sebesar  1,369.  Tanah  sampel  di  kecamatan  Cempaka  Banjarbaru  termasuk dalam  kategori  derajat  ekspansinya  rendah  sehingga  tanah  Cempaka  Banjarbaru kualitasnya  bagus  dan  tidak  ada  masalah  untuk  dijadikan  tanah  dasar  untuk pembangunan gedung maupun jalan raya.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 PI EI
Nilai  perbandingan  PI  dan  EI    memiliki  hubungan  sangat  erat  yaitu  semakin besar nilai Plastisitas Indeks (PI) tanah maka harga potensi pengembangan (S) semakin besar  dan  derajat  ekspansinya  (EI)  semakin  tinggi.  Begitu  pula  semakin  besar  nilai Liquid Limit (LL) maka semakin tinggi nilai derajat ekspansi(EI). Ketentuan Harga R = 0,80-1,00, nilai R = 0,9997 hasil pengujian memenuhi ketentuan, maka hasil penelitian untuk wilayah  kecamatan  Cempaka  memperoleh harga EI = 0,2054 PI - 1,5225.

## 5.2 Saran
Pengujian selanjutnya  dapat dilakukan pada daerah berbeda jenis tanahnya pada tanah lempung dan tanah gambut.

## REFERENSI
Bella,  R.A  dkk.  (2015). Identifikasi  Kerusakan  Konstruksi  Akibat  Potensi Pengembangan  Tanah    lempung  Ekspansif  di  desa  Oebelo .  Jurnal  Teknik  Sipil Vol. IV No.2 September 2015.
Das, Braja.M. Mekanika Tanah: Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknik . Purnomo,  Mego  (2011 ).  Korelasi  Antara  EI,  PI  Dan  Kuat  Geser  Tanah  Lempung . Jurnal Teknik Sipil dan Perencanaan, Nomor 1 Volume 13 Januari 2011. Smith, M.J. (1984). Mekanika Tanah. Erlangga. Sudjianto,  A.T. Tanah  Ekspansif:  Karakteristik  dan  Pengukuran  Perubahan  Volume . Graha Ilmu
Halaman ini sengaja dikosongkan