DOI: https://doi.org/10.14710/mkts.v23i2.15985

## Pengaruh Kadar Air Awal dan Surcharge Pressure
pada Uji Karakteristik Pengembangan Tanah Ekspansif
* Willis Diana, Edi Hartono, Anita Widianti Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
*) willis.diana@umy.ac.id
Received: 6 September 2017 Revised:7 Oktober 2017 Accepted: 18 Oktober 2017

## Abstract
Expansive  soils  experience  volumetric  changes  due  to  water  content  changes.  These  volumetric  changes cause swell and shrink movement in soils, which in turn will inflict severe damage to structures built above them.  A  proper  understanding  of  how  the  expansive  soil  behaves  during  the  wetting/drying  process  is essential for assessing the mitigation action and design suitable foundation. The structures that build above expansive soil bed are susceptible to heave and to withstand swell pressure, thus the swell pressure must be considered in the design. This study focuses on swelling properties of two expansive clay from Ngawi, East Java  and  Wates,  Yogyakarta.  Laboratory  test  on  disturbed  samples  is  used  to  identified  and  to  measured swelling properties. A series of swelling test was performed under constant soil dry density. The influence of initial  water  content  and  surcharge  pressure  on  swelling  properties  of  compacted  samples  were investigated.  The  swelling  properties  test  used  ASTM  standard  4546-03  method  B.  It  was  found  that  the lower initial  water content the higher the swell percent, but the swell pressure seems not to be affected by initial water content. At the same initial water content, swell percent decrease with the increase of surcharge pressure, but swell pressure remains unchanged.
Keywords: Expansive soil; moisture content; surcharge pressure; swell pressure; swell percent

## Abstrak
Tanah  ekspansif  akan  mengalami  perubahan  volume  jika  terjadi  perubahan  kadar  air.  Perubahan  volume akan menyebabkan tanah mengalami pengembangan dan penyusutan, yang selanjutnya dapat menyebabkan kerusakan pada struktur diatasnya.  Pemahaman  yang baik tentang perilaku tanah  ekspansif selama proses kembang  susut  tanah  penting  untuk  menentukan  metode  pencegahan,  perbaikan  sifat  tanah  ekspansif,  dan metode perancangan struktur yang tepat. Penelitian ini terfokus pada pengaruh kadar air awal dan tekanan (surcharge  pressure)  yang  diberikan  pada  spesimen  uji  swell-consolidation  tanah  ekspansif  terhadap karakteristik  deformasi  dan  tekanan  pengembangan  tanah.  Sampel  tanah  diambil  dari  Ngawi,  Jawa  Timur dan  Wates,  D.I.  Yogyakarta.  Pengujian  soil  properties  untuk  identifikasi  dan  swelling  propeties  terhadap sampel  remoulded  dilakukan  di  laboratorium.  Sejumlah  pengujian  swelling  properties  berdasarkan  ASTM standard 4546-03 metode B dilakukan terhadap sampel dengan berat volume kering yang sama dan variasi dilakukan terhadap kadar air awal  sampel  dan tekanan (surcharge pressure). Hasil pengujian menunjukan bahwa  semakin  rendah  kadar  air  awal  sampel,  persen  pengembangan  semakin  besar,  tetapi  tekanan pengembangan  terlihat  tidak  dipengaruhi  oleh  kadar  air  awal.  Semakin  besar  tekanan  yang  diberikan terhadap sampel, persen pengembangan semakin berkurang. Tekanan pengembangan tidak pula dipengaruhi oleh  besarnya  tekanan  yang  diterapkan  (surcharge  pressure)  pada  spesimen  uji  untuk  kedua  jenis  sampel tanah.
Kata-kata  kunci: Tanah  ekpansif;  kadar  air;  surcharge  pressure;  persen  pengembangan;  tekanan pengembangan.

## Pendahuluan
Tanah  ekspansif  adalah  tanah  yang  dapat mengalami perubahan volume jika terjadi perubahan  kadar  air.  Tanah  jenis  ini  biasanya berupa  tanah  lempung  koloidal  yang  berasal  dari mineral hydrophilic seperti  montmorillonite,  illite, vermicullite,  dsb.  Pada  saat  tanah  ekspansif mengalami pengembangan, tanah akan mengangkat fondasi atau bangunan di atasnya, jika besarnya gerakan pengangkatan ini berbeda antara satu  titik  dengan  titik  lainnya  maka  dapat menyebabkan  bangunan  di  atasnya  mengalami tegangan berlebih, timbul retak-retak, dan kerusakan struktur. Sehingga pengetahuan mengenai perilaku tanah ekspansif sangat penting, terutama  untuk  struktur-struktur  dengan  bentang yang luas dan struktur ringan, dengan berat sendiri relatif  kecil,  dan  tidak  mampu  melawan  tekanan pengembangan tanah.
Beberapa metode telah berkembang untuk memperkirakan  besarnya  pengembangan  dan tekanan  pengembangan  tanah  ekspansif.  Secara umum  metode  ini  dibagi  menjadi  dua,  yaitu metode  perkiraan  langsung  ( direct )  dan  tidak langsung  ( indirect ),  metode tidak  langsung  adalah berdasarkan  pendekatan  statistik  empiris  dan semiempiris yang menghubungkan persen
pengembangan dan tekanan pengembangan dengan parameter seperti batas-batas Atterberg, kandungan  lempung,  aktifitas,  susut  linier,  kadar air, suction tanah,  dan  kombinasi  dari  dua  atau beberapa  parameter  tersebut  ( Al-Shamrani  dan Dhowian, 2003 Metode langsung berupa pengukuran
pengembangan berdasarkan pengukuran heave ( displacement vertikal)  satu dimensi menggunakan alat oedometer dan pengukuran tiga dimensi menggunakan model alat triaksial.  Pengujian  deformasi  pengembangan langsung  di  laboratorium  terhadap  sampel  tidak terganggu  ( undistrub )  maupun  sampel remouded merupakan  cara  yang  terbaik  untuk  menentukan potensi  pengembangan  dari  tanah  ekspansif  ini (Kezhen dan Luocheng, 2009).
Faktor  internal  yang  mempengaruhi  besarnya persen pengembangan dan tekanan pengembangan di  laboratorium  seperti  jenis  mineral,  luas permukaan  spesifik  tanah,  kapasitas  pertukaran kation,  dan  karakteristik  dari  air  pori.  Faktor eksternal  seperti  parameter  pemadatan  (berat volume  kering  dan  kadar  air),  jenis  usaha pemadatan,  sifat  jenis  cairan  yang  digunakan (Agus et  al., 2013)  dan  tekanan  ( surcharge pressure )  yang diterapkan  saat pengujian  (Kezhen dan Luocheng, 2009.
Beberapa  peneliti  menyatakan  bahwa  kepadatan kering tanah adalah faktor yang paling menentukan karakteristik pengembangan tanah, ketika kepadatan kering meningkat, baik persen pengembangan  maupun  tekanan  pengembangan akan  meningkat    (Chen,  1975;  Villar  &  Lloret, 2008; Kezhen dan Luocheng, 2009; Daffala, 2012; Zhang et al. , 2006; Rashid et al ., 2013; Mehmood et  al .,  2011).  Kenzhen  dan  Loucheng  (2009) menyatakan  bahwa  deformasi  pengembangan adalah  berbanding  lurus  dengan  kadar  air  dan kepadatan  kering,  dan  berbanding  terbalik  secara ekponensial dengan tekanan surcharge. Villar and Lloret  (2008)  menyatakan  bahwa  peningkatan kepadatan  kering  akan  meningkatkan  persen pengembangan  dan  tekanan  pengembangan  secara eksponensial. Tekanan pengembangan tidak dipengaruhi  oleh  kadar  air  awal,  dan  tekanan surcharge mempengaruhi  persen  pengembangan selama  penjenuhan.  Sorochan  (1991)  menyatakan bahwa  tekanan  pengembangan  dipengaruhi  oleh kepadatan  kering  dan  kadar  air.  Chen  (1975) menyimpulkan  bahwa  kepadatan  kering  adalah satu  satunya  faktor  yang  mempengaruhi  tekanan pengembangan, tekanan pengembangan meningkat dengan  peningkatan  kepadatan  kering.  Tekanan pengembangan  tidak  dipengaruhi  oleh  tekanan surcharge ,  kadar  air  awal,  derajat  kejenuhan,  dan ketebalan lapis tanah ekspansif.
Para peneliti telah menjelaskan pengaruh kadar air awal  terhadap  perilaku  tanah  ekpansif,  sebagian meyebutkan bahwa persen pengembangan besarnya  tergantung  pada  kadar  air  awal  sampel, semakin besar kadar air awal, semakin kecil persen pengembangan,  tetapi  tekanan  pengembangan tidak  dipengaruhi  oleh  kadar  air  awal.  Sedangkan peneliti  lainnya  menyebutkan  bahwa  kadar  air awal mempengaruhi tidak saja persen pengembangan tetapi juga tekanan pengembangan. Perbedaan ini biasanya disebabkan karena perbedaan material specimen, beda peralatan, beda kondisi  pembebanan,  dan  sebagainya.  Sehingga hal  ini  tidak  dapat  digunakan  sebagai  standard secara  umum,  dan  hanya  bisa  digunakan  untuk tanah  tanah  tertentu  di  wilayah-wilayah  tertentu Al-Shamrani dan Dhowian, 2003
Daffala  (2012)  menyarankan  agar  perkiraan parameter pengembangan tanah ekspansif seharusnya tidak berdasarkan pada sifat tanah yang berbeda  asal  dan  komposisi  mineralnya.  Perilaku dan  kecenderungan  tanah  ekspasif  dari  literatur dan  jurnal  hanya  bisa  digunakan  sebagai  petunjuk umum dan pengaruh faktor-faktor seperti kadar air awal  dan  tekanan surcharge harus  diuji  pada masing-masing  tanah,  sebab  kandungan  lempung dan mineral masing-masing tanah sangat mempengaruhi  keseluruhan  perilaku  perubahan
volume,  dan  harus  dilakukan  penilaian  secara kasus perkasus.
Penelitian  ini  menitikberatkan  pada  pengukuran parameter  pengembangan  tanah,  yaitu  persen pengembangan  dan  tekanan  pengembangan  tanah pada  dua  jenis  tanah  ekspansif  dari  Ngawi,  Jawa Timur  dan  Wates,  D.I.  Yogyakarta  terhadap pengaruh  kadar  air  awal  dan  tekanan surcharge , karena  kondisi awal  ( placement  condition ) memegang  peranan  penting  terhadap  perilaku proses  pengembangan  ( swelling )  tanah  ekspansif. Disamping hal tersebut, pemahaman yang menyeluruh  dan  benar  terhadap  proses  kembang susut  tanah  ekspansif  sangat  penting  untuk menentukan  tindakan  pencegahan,  perbaikan,  dan perancangan  struktur  yang  berdiri  di  atas  tanah ekspansif.

## Material Sampel dan Program Penelitian
Untuk  menyamakan  persepsi,  beberapa  istilah yang  digunakan  dalam  tulisan  ini  memiliki pengertian sebagai berikut, pengembangan ( heave ) berarti  penambahan  tebal  (tinggi)  (Δh),  dari  suatu kolom  tanah  dengan  tinggi  semula  (h)  yang menyertai  penyerapan  air.  Persen  pengembangan adalah  rasio  penambahan  atau  pengurangan  tinggi (Δh), terhadap tinggi awal kolom tanah atau Δh/h x 100.  Tekanan pengembangan adalah tekanan  yang dibutuhkan  untuk  mengembalikan  spesimen  tanah kembali pada ukuran asalnya (baik tinggi  maupun angka  pori  awal)  setelah  spesimen  mengalami pengembangan.  Tekanan surcharge  (surcharge pressure) adalah  tekanan  yang  diterapkan  pada spesimen saat pengujian swell-consolidation .

## Material properties
Tanah ekspansif diperoleh dari desa Soko, Ngawi, Jawa  Timur  dan  Wates,  DI  Yogyakarta,  tanah lempung  dari  kedua  daerah  tersebut  diketahui memiliki  tingkat  ekspansifitas  sedang  sampai tinggi  (Binamarga,  2005).  Sampel distrubed dikumpulkan  dari  lokasi  pada  kedalaman  1  m sampai  dengan  2  m  dari  permukaan  tanah.  Tanah kemudian  dikeringkan,  dihaluskan  dan  disaring hingga  lolos  saringan  no.  10.  Sifat  fisik  tanah seperti pada Tabel 1.
Dari  sifat  fisik  tanah  dalam  Tabel  1,  nilai  batas- batas  Atterberg  menunjukan  bahwa  tanah  yang digunakan  sebagai  sampel  memiliki  tingkat ekspansifitas  yang  tinggi.  Berdasarkan  nilai Free Swell  Ratio (FSR)  dan Free  Swell  Index (FSI) kedua  tanah  memiliki  tingkat  ekspansifitas  yang kritis sampai parah.
Tabel 1. Sifat fisik tanah Soil properties Sampel tanah Ngawi Sampel tanah Wates Specific gravity 2,65 2,60 Batas cair (%) 94,39 88,11 Batas plastis (%) 34,58 26,05 Batas susut (%) 11,63 12,73 Indeks plastisitas (PI) (%) 59,81 57,26 Percent finner < 2μm (%) 96,32 87,32 Klasifikasi USCS CH CH Kepadatan kering maksimum ( Proctor Standard ) (gr/cm 3 ) 1,25 1,31 Kadar air optimum ( Proctor Standard ) (%) 35,55 27,00 Aktifitas (Chen, 1975) 3,82 2,50 FSR (Sridharan & Prakash, 2000) 2,00 1,50 FSI  (Sridharan & Prakash, 2000) (%) 100,00 45,50

## Persiapan spesimen
Baik  sampel  tanah  dari  Ngawi  maupun  Wates, sebelum  pengujian swell  consolidation ,  terlebih dahulu  dilakukan  uji  pemadatan  dengan  standar Proctor.  Hasil  uji  pemadatan  dengan  standard Proctor  diperoleh  berat  volume  kering  maksimum untuk  tanah  lempung  ekspansif  Ngawi  sebesar 1,25  g/cm 3 dengan  kadar  air  optimum  sebesar 35,55%.  Untuk  lempung  ekspansif  Wates,  berat volume  kering  maksimum  diperoleh  sebesar  1,31 g/cm 3 dan  kadar  air  optimum  27,00%.  Hasil  dari uji  Proctor  ini  yang  dijadikan  acuan  untuk menentukan  berat  volume  kering  spesimen  untuk uji swell consolidation .
Semua  spesimen remoulded untuk  sampel  tanah dari Ngawi dipadatkan dengan berat volume kering konstan sebesar 1,25 g/cm 3 dengan kadar air awal bervariasi  sebesar  10%,  20%  dan  35,55%.  Untuk sampel  tanah  Wates,  spesimen  dipadatkan  dengan berat  volume  kering  konstan  sebesar  1,31  g/cm 3 dan  kadar  air  awal  sebesar  9%,  27%,  dan  34%, kadar  air  divariasikan  sesuai  dengan  variasi  kadar air alami yang mungkin dialami tanah saat kering.
Agar dihasilkan kadar air awal sesuai dengan yang direncanakan,  tanah  kering  dicampur  dengan  air dengan proporsi tertentu sehingga diperoleh kadar air seperti yang direncanakan. Campuran tanah dan air  ini  dibiarkan  beberapa  hari  dalam  kantong plastik  pada  kondisi  suhu  ruangan,  sehingga diperoleh  kadar  air  yang  seragam  untuk  satu variasi  kadar  air.  Tekanan surcharge untuk  kedua jenis sampel divariasikan sebesar 1,2 kPa, 6,9 kPa, 10  kPa,  20  kPa.  Variasi  pengujian  ditampilkan dalam Tabel 2.

## Willis Diana, Edi Hartono, Anita Widianti
Tabel 2. Variasi pengujian Sampel Kadar air wal (%) Tekanan surcharge (kPa) Sampel tanah Ngawi 10,00 1,20 10,00 6,90 10,00 10,00 10,00 20,00 20,00 6,90 35,50 6,90 Sampel tanah wates 9,00 6,90 27,00 6,90 27,00 10,00 27,00 20,00 35,00 6,90

## Program Penelitian
Untuk  melakukan  penelitian  ini,  digunakan frame oedometer  dan  sel  oedometer  konvensional. Spesimen  dipadatkan  langsung  dalam  cincin oedometer  yang  berdiameter  6,35  cm  dan  tinggi 2,00  cm.  Tinggi  awal  spesimen  kurang  lebih  1,60 cm.  Spesimen  yang  telah  dipadatkan,  diletakkan dalam  sel  oedometer  dengan  batu  pori  dibagian atas dan bawahnya.
Tekanan surcharge diberikan  pada  spesimen sebelum  sel  oedometer  digenangi  air.  Besarnya tekanan surcharge seperti pada Tabel 2. Pengujian dilakukan sesuai standar ASTM D4546 metode B. Spesimen  dijenuhkan  dengan  cara  sel  oedometer digenangi  air,  sehingga  spesimen  mengembang. Regangan  pengembangan  (persen  pengembangan) yang  dialami  spesimen  selama  penjenuhan  dicatat sebagai fungsi dari waktu. Pengujian pengembangan  ( swell )  dilakukan  sampai  terjadi pengembangan sekunder, dimana laju penambahan pengembangan  berikutnya  sudah  tidak  signifikan
(kurva  persen  pengembangan  terhadap  logaritma waktu sudah asimtotis). Setelah terjadi pengembangan  sekunder,  dilanjutkan  dengan  uji konsolidasi.  Spesimen  diberikan  beban  dua  kali dari  beban  sebelumnya,  penurunan  yang  terjadi dicatat,  uji  konsolidasi  untuk  satu  tingkat  tekanan surcharge dilakukan  selama  24  jam.  Pengujian konsolidasi  dilakukan  sampai  sampel  kembali  ke tinggi  awal.  Tekanan  yang  membuat  sampel mencapai  tinggi  awal  (angka  pori  awal)  disebut tekanan pengembangan.

## Hasil dan Pembahasan
Hasil  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini  disajikan dalam Tabel 3.

## Persen pengembangan
Kurva  persen  pengembangan  terhadap  logaritma waktu  seperti  pada  Gambar  1.  Pengaruh  kadar  air awal  terhadap  persen  pengembangan  seperti  pada Gambar  2.  Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa persen  pengembangan  pada  tingkat  tegangan surcharge tertentu  menunjukan  penurunan  dengan membesarnya  kadar  air  awal.  Kadar  air  awal spesimen  mengontrol  besarnya  pengembangan tanah,  tanah  lempung  yang  relatif  lebih  kering lebih  mudah  menyerap  air.  Pengurangan  kadar  air akan  meningkatkan  daya  afinitas  (tarikan)  air untuk meningkatkan matric suction dan meyebabkan mengembangnya tanah (Chen, 1975). Ketika  kadar  air  meningkat,  kemampuan  tanah untuk  meyerap  air  menjadi  berkurang  dan menyebabkan terjebaknya udara dalam rongga pori sehingga  sulit  menggantikan  rongga  pori  yang telah  terisi  udara  dengan  air  serta  sulit  mencapai kontinuitas fase air dan udara.
Tabel 3. Hasil uji swell-consolidation tanah ekspansif Sampel Kadar air awal (%) Tekanan surcharge (kPa) Persen pengembangan (%) Tekanan pengembangan (kPa) Sampel tanah Ngawi 10,00 1,20 27,73 140 10,00 6,90 13,56 140 10,00 10,00 12,10 145 10,00 20,00 6,45 130 20,00 6,90 10,26 110 35,50 6,90 8,27 145 Sampel tanah Wates 9,00 6,90 18,91 135 27,00 6,90 11,03 140 27,00 10,00 9,92 140 27,00 20,00 3,51 150 35,00 6,90 4,07 100
(a). Sampel tanah Ngawi
(b). Sampel Tanah Wates
Gambar 1. Persen pengembangan terhadap logaritma waktu.
Gambar 2. Pengaruh kadar air awal terhadap persen pengembangan.
Gambar 2 memperlihatkan kecenderungan penurunan  persen  pengembangan  pada  kadar  air awal  yang  semakin  tinggi  dan  konvergen  pada persen  pengembanga  sekitar  6%  pada  kadar  air yang  sangat  tinggi.  Kadar  air  awal  pada  saat pencampuran  sampel remoulded mempengaruhi perilaku  ekspansivitas  tanah,  sehingga  banyak
perhitungan perkiraan pengembangan tanah ekspansif  menggunakan  kadar  air  awal  sebagai parameter dasarnya (Dafalla, 2012).
Gambar  3  dan  4  menunjukan  besarnya  persen pengembangan  terhadap  fungsi  waktu  untuk berbagai variasi tekanan surcharge .
0 5 10 15 20 0.1 1.0 10.0 100.0
1000.0 10000.0 100000.0 P er se n pe nge m ba ng an , ε (% ) Waktu dalam menit (Log) kadar air awal = 10% kadar air awal=20% -5 0 5 10 15 20 0.1 1.0 10.0 100.0
1000.0 10000.0 100000.0
P er se n p en ge m b an g a n , ε (% ) Waktu dalam menit(Log) kadar air awal= 9,10% kadar air awal = 27% 0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 40 P er se n pe n ge m b an g a n (%)
Kadar air awal (%)
Sampel tanah Ngawi
Sampel Tanah Wates
(a). Sampel tanah Ngawi
(b). Sampel tanah Wates
Gambar 3. Persen pengembangan terhadap logaritma waktu pada berbagai tingkat tekanan surcharge .
Gambar 4. Hubungan persen pengembangan terhadap pengaruh tekanan surcharge .
Gambar  3  dan  4  tersebut  menunjukan  bahwa persen  pengembangan  semakin  besar  pada  beban (tekanan surcharge )  yang  semakin  kecil.  Semakin membesar tekanan surcharge , persen pengembangan  semakin  berkurang.  Hal  ini disebabkan  saat  tanah  mengembang,  akan  timbul gaya  angkat,  yang  dilawan  (diseimbangkan) dengan tekanan surcharge , jika tekanan surcharge relatif besar, pengembangan akan tertahan sehingga persen pengembangan berkurang.
Tekanan pengembangan ( swelling pressure )
Pengaruh  kadar  air  awal  spesimen  terhadap tekanan  pengembangan  seperti  dalam  Gambar  5 dan 6.
0 5 10 15 20 25 30 0.1 1.0 10.0 100.0
1000.0 10000.0 100000.0 P er se n p en ge m b an g a n , ε (% ) Waktu dalam menit (Log) Tekanan surcharge 1.2 kPa Tekanan surcharge 6.9 kPa Tekanan surcharge  10 kPa
Tekanan surcharge 20 kPa
0 5 10 15 20 0.1 1.0 10.0 100.0
1000.0 10000.0 100000.0 P er se n p en ge m b an g a n , ε (% ) Waktu dalam menit (Log) Tekanan surcharge  6,9 kPa Tekanan surcharge 10 kPa Tekanansurcharge 20 kPa 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 P er se n P en ge m b an ga n ( % ) Tekanan surcharge  (kPa) Sample Tanah Ngawi SampleTanah Wates
(a). Sampel tanah Ngawi
(b) Sampel tanah Wates
Gambar 5. Hubungan persen pengembangan dengan tekanan pada berbagai tingkat kadar air awal.
Gambar 6. Hubungan tekanan pengembangan dengan kadar air awal spesimen
Gambar  7  dan  8  menunjukan  pengaruh  tekanan surcharge terhadap tekanan pengembangan tanah.
Hasil  yang  disajikan  pada  Gambar  5  sampai dengan 8 menunjukan bahwa tekanan
pengembangan  tidak  dipengaruhi  oleh  kadar  air awal spesimen dan tekanan surcharge , hasil serupa juga disampaikan oleh Chen (1975) dan Villar dan Lloret  (2008).  Jika  tekanan surcharge yang dibebankan  pada  spesimen  selama  penjenuhan lebih  rendah  dari  tekanan  prakonsolidasi,  akan menyebabkan  perubahan  volume  yang  besar  pada mikrostruktur  dan  berkontribusi  besar  pada perubahan  volume  makrostruktur.  Jika  tekanan surcharge yang  diaplikasikan  lebih  besar  atau sama  dengan  tekanan  prakonsolidasi,  regangan mikrostruktur  dan    makrostuktur  cenderung berkurang, sehingga pengaruh kadar air awal akan berkurang.
-10 -5 0 5 10 15 1.0 10.0 100.0 1000.0 P er se n p en ge m b an g a n , ε (% ) Tekanan ,  σv  kPa (log) kadar air awal, w=10% kadar air awal, w=35,79% kadar air awal, w=20% Series5 -10 -5 0 5 10 15 1.0 10.0 100.0 1000.0 P er se n pe n ge m b an g a n , ε (% ) Tekanan ,  σv  kPa (log) kadar air awal, w= 9,10% kadar air awal, w= 27% kadar air awal, w= 33,94% 50 70 90 110 130 150 170 190 0 10 20 30 40 T ek an an p en g em b an g an (k Pa)
Kadar air awal (%)
Sampel Tanah Ngawi Sampel Tanah Wates
(a)  Sampel tanah Ngawi
(b)  Sampel tanah Wates
Gambar 7. Hubungan persen pengembangan dengan tekanan pada berbagai variasi tekanan surcharge .
Gambar 8. Hubungan  tekanan pengembangan dengan tekanan surcharge .
Temuan  bahwa  tekanan  pengembangan  tidak dipengaruhi  oleh  kadar  air  awal  sangat  membantu untuk penilaian kelayakan proses perbaikaan tanah ekspansif  seperti prewetting dan  pengontrolan pembasahan (controlled wetting ).
Metode
peningkatan  kadar  air  (pembasahan)  pada  tanah ekspansif  sebelum  memulai  konstruksi  bukan metode yang efektif untuk mengontrol pengembangan tanah, walaupun persen pengembangan berkurang, tetapi tekanan pengembangan  tanah  yang  membebani  fondasi atau  struktur  diatasnya  tetap  sama  besarnya. Sehingga, walaupun telah dilakukan pra pembasahan  ( pre-wetting )  sebelumnya,  pada perancangannya  tekanan  pengembangan  harus diperhitungan dalam perencanaan strukturnya.

## Kesimpulan
Pengujian swell-consolidation telah dilakukan dan swelling  properties untuk  kedua  jenis  tanah  telah diperoleh. Besarnya persen pengembangan dipengaruhi  oleh  nilai  kadar  air  awal  dan  tekanan pengembangan.  Makin  besar  nilai  kadar  air  awal, semakin kecil persen pengembangan tanah, hal ini berlaku untuk kedua tanah ekspansif.
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 1.0 10.0 100.0 1000.0 P e rs e n p e n g e m b a n g a n , ε (%) Tekanan ,  σv  kPa (Log)
Tekanan surcharge = 1,2 kPa
Tekanan surcharge  = 6.9 Tekanan surcharge = 20 kPa Tekanan surcharge = 10 kPa -5 0 5 10 15 1.0 10.0 100.0 1000.0
10000.0
P er se n P en ge m b an ga n , ε (% ) Tekanan ,  σv  kPa (Log) Tekanan surcharge =6,9 kPa Tekanan surcharge  = 10 kPa Tekanan surcharge = 20 kPa Linear (Series2) 50 70 90 110 130 150 170 0 5 10 15 20 25 T ek an an Pe n g em b an g an (k Pa)
Tekanan surcharge  (kPa)
Sample tanah Ngawi sample tanah Wates
Semakin besar tekanan surcharge yang diaplikasikan  pada  spesimen  untuk  kedua  jenis tanah,  semakin  kecil  persen  pengembangan  tanah. Artinya kondisi awal sampel ( placement condition ) sangat  mempengaruhi  perilaku  pengembangan tanah ekspansif.
Persen  pengembangan  untuk  tanah  sampel  dari Ngawi sebesar 27,73% dan tekanan pengembangana  sebesar  140  kPa  untuk  spesimen dengan kadar air awal 10% dan tekanan surcharge yang membenani spesimen sebesar 1,2 kPa.
Persen  pengembangan  untuk  tanah  sampel  dari Wates sebesar 18,91% dan tekanan pengembangana  sebesar  135  kPa  untuk  spesimen dengan  kadar  air  awal  9%  dan  tekanan surcharge yang membenani spesimen sebesar 6,9 kPa.
Pada penelitian ini besarnya tekanan pengembangan  tanah  tidak  dipengaruhi  oleh  nilai kadar  air  awal  dan  tekanan surcharge .  Spesimen yang  diuji  dengan  berbagai  variasi  kadar  air  awal menghasilkan tekanan pengembangan yang sama.
Pemberian  tekanan surcharge yang  lebih  besar menurunkan persen pengembangan, tetapi tekanan pengembangan relatif tetap.

## Ucapan Terima Kasih
Penelitian  ini  terlaksana  melalui  Hibah  Penelitian Produk  Terapan  (PPT)  Ristek  Dikti  Tahun  2017, sesuai  Surat  Perjanjian  Pelaksanaan  Nomor: 047/HB-LIT/IV/2017,  Jum’at  14  April  2017; SP  DIPA-042.06.1.401516/2017;  tertanggal  7 Desember  2016.  Diucapkan  terima  kasih  kepada Kementrian  Riset  dan  Teknologi  Dikti  Republik Indonesia,  Kopertis  Wilayah  V  dan  LP3M  UMY atas dana dan dukungan pada penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Agus, S. S., Arifin, Y. F., Tripathy, S., & Schanz, T.  (2013).  Swelling  pressure–suction  relationship of heavily compacted bentonite–sand mixtures. Acta Geotechnica , 8 (2), 155-165.
Al-Shamrani,  M.  A.,  &  Dhowian,  A.  W.  (2003). Experimental  study  of  lateral  restraint  effects  on the potential heave of expansive soils. Engineering Geology , 69 (1), 63-81.
Chen,  F.  H.  (1975). Foundations  On  Expansive Soils (First ed.). Amsterdam, Netherlands: Elsevier.
Dafalla, M. A. (2012). The influence of placement conditions on the swelling of variable clays. Geotechnical and Geological Engineering , 30 (6), 1311-1321.
Yan,  K.,  &  Wu,  L.  (2009).  Swelling  Behavior  of
Compacted Expansive Soils. In Recent
Advancement  in  Soil  Behavior,  in  Situ  Test Methods,  Pile  Foundations,  and  Tunneling: Selected  Papers  from  the  2009  GeoHunan International Conference (pp. 1-6).
Mehmood,  E.,  Ilyas,  M.,  &  Farooq,  K.  (2011). Effect  of  initial  placement  conditions  on  swelling characteristics of expansive soils. In Geo-Frontiers 2011:  Advances  in  Geotechnical  Engineering (pp.
2397-2403).
Rashid, I., Farooq, K., Mujtaba, H., & Khan, A. H.
(2013).  Treatment  of  Expansive  Clays  Throught Compaction Control. Pakistan  Journal  of Science,
65 (1), 103-107.
Sorochan.  (1991). Construction  of  Buildings  on Expansive  Soils. Brookfield:  A.A.  Balkema Publishers.
Villar, M. V., & Lloret, A. (2008). Influence of dry density  and  water  content  on  the  swelling  of  a compacted  bentonite. Applied Clay Science , 39 (1),
38-49.
Zhang,  R.,  Yang,  H.,  &  Zheng,  J.  (2006).  The effect  of  vertical  pressure  on  the  deformation  and strength  of  expansive  soil  during  cyclic  wetting and  drying.  In Unsaturated  Soils  2006 (pp.  894- 905) .