Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Studi  Pengaruh  Batas  Atterberg  Terhadap  Kuat  Geser  Tanah  Ekspansif  dan  Non Ekspansif
Arlyn Aristo Cikmit 1 , Rangga Adiprima Sudisman 1 , Wirman Hidayat 1, *, Bagus Guritno 1 , Muhammad Brianjaya Andhika 1
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pertamina, Jakarta 1 Koresponden*, Email: wirman.hidayat@universitaspertamina.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan               4 Maret 2024
Diperbaiki            26 Maret 2024 Disetujui              21 Mei 2024 Keywords: atterberg limit, undrained shear strength, expansive soil.
The  shear  strength  test of  expansive  clay is  commonly  conducted  at  the  optimum  moisture content obtained  from  the  Proctor test. However, the initial water content of  natural soil is more likely to be around its plastic limit, liquid limit, or in-between. This study aims to examine the swelling index and undrained shear strength of expansive and non-expansive soils with the initial water content at their Atterberg limits (PL+5%, PL, PL-5%, LL+5%, LL and LL-5%). Swelling tests were performed using an oedometer, while shear strength tests were conducted using the laboratory vane shear test for low-consistency soils and a direct shear test for high- consistency soils. Results indicate that the undrained shear strength decreased with the higher initial water content, represented by linear gradients (A value) on a log-log graph. Expansive soils have an A value of 2.9-3.5, which is lower than the A value of 4.4-10.1 for non-expansive soils.
Kata kunci: batas atterberg, kuat geser niralir, tanah ekspansif.

## Abstrak
Pengujian kuat geser tanah ekspansif pada umumnya dilakukan pada kadar air optimum yang  diperoleh  dari  uji  Proctor.  Namun  kondisi  kadar  air  tanah  asli  di  lapangan  lebih cenderung mendekati batas plastis, batas cair, atau diantaranya. Studi ini bertujuan untuk menguji karakteristik pengembangan dan kuat geser niralir jenis tanah ekspansif dan non ekspansif pada kadar air tanah yang berada pada batas-batas Atterbergnya (PL-5%, PL, PL+5%, LL-5%, LL and LL+5%). Pengujian pengembangan dilakukan menggunakan alat uji  oedometer,  sementara  pengujian  kuat  geser  dilakukan  dengan  menggunakan  uji laboratory  vane  shear bagi  tanah  lunak  dan  uji  geser  langsung  bagi  tanah  kaku.  Hasil pengujian menunjukkan bahwa kuat geser niralir berkurang seiring dengan naiknya kadar air, gradien penurunan ditunjukkan oleh garis miring (nilai A) pada grafik log-log. Tanah ekspansif  memiliki  nilai  A  pada  rentang  2,9-3,3  yang  lebih  rendah  jika  dibandingkan dengan nilai A sebesar 4,4-10,1 pada tanah non-ekspansif.

## 1. Pendahuluan
Tanah ekspansif berpotensi menjadi masalah serius pada banyak kasus kerusakan jalan raya dan ketidakstabilan struk- tur  ringan.  Istilah  tanah  ekspansif  secara  umum  diberikan pada jenis tanah yang memiliki potensi susut dan mengem- bang yang dipengaruhi oleh perubahan kadar air  [1]. Pada tahun 2019, pemerintah Indonesia melalui Kementrian Ener- gi dan Sumber daya Mineral, Badan Geologi menunjukkan perhatian serius terhadap masalah tanah ekspansif ini dengan dikeluarkannya  peta  sebaran  batuan  lempung  bermasalah yang berpotensi ekspansif di seluruh wilayah Indonesia [2], namun peta tersebut belum dilengkapi dengan informasi sifat mekanis batuan atau klasifikasi tanah ekspansif secara spe- sifik di setiap lokasinya. Beberapa peneliti melaporkan per- masalahan stabilitas dan kerusakan infrastruktur jalan yang disebabkan oleh perilaku tanah ekspansif di beberapa wila- yah di Indonesia diantaranya di Jawa Tengah [3], Jawa Barat [4],  Banten  [5],  Aceh  [6],  Sulawesi  Selatan  [7],  dan  di
jaringan  Jalan  Nasional  Pulau  Jawa  [8],    Kerusakan  jalan dapat  ditandai  dengan  retakan-retakan  memanjang  pada perkerasan di badan jalan [4], [8]. Di berbagai belahan dunia, tanah  ekspansif  juga  menyebabkan  permasalahan  stabilitas dan  kerusakan  struktur  yang  dibangun  diatasnya  terutama rumah dan gedung bertingkat rendah [9]–[11].
Beberapa penelitian sebelumnya telah menunjukkan bah- wa permasalahan tanah ekspansif dapat diselesaikan dengan beberapa  metode  diantaranya  perbaikan  kimiawi  dengan penambahan material seperti batu kapur [12], campuran batu kapur  dengan  abu  sekam  padi  [13],  dan  semen  [14]  yang dapat  meningkatkan  stabilitas.  Metode  perbaikan  lainnya adalah perbaikan mekanik dengan modifikasi struktural se- perti  penambahan  serat  pada tanah  [14]  maupun perkuatan struktural [15].
Meskipun  ragam  metode  perbaikan  telah  ditawarkan dalam menyelesaikan masalah tanah ekspansif, namun pada
praktiknya penentuan karateristik dan propertis tanah cende- rung  disadur  atau  dikorelasikan  secara  langsung  dari  hasil penelitian yang dilakukan bukan pada tanah asli di wilayah Indonesia. Sebagai negara tropis dengan curah hujan tinggi dan  musim  kemarau  yang  panjang,  perubahan  kondisi  air tanah  serta  suhu  yang relatif  konstan  tentunya  akan  meng- hasilkan tanah dengan karateristik yang berbeda dibanding- kan dengan tanah berasal dari negara dengan empat musim yang memiliki iklim dan curah hujan yang berbeda. Selain itu asal-usul tanah ekspansif di Indonesia umumnya dihasilkan dari  pelapukan  batuan  setempat  yang  sering  kali  dikenal dengan tanah residual yang pada prinsipnya berbeda dengan tanah  sedimentasi.  Akibatnya,  pada  penentuan  klasifikasi tanah lempung ekspansif tersebut tidak jarang terdapat perbe- daan  hasil  yang  didapatkan  yang  disebabkan  oleh  penggu- naan  metode penentuan yang beragam dan tidak  semuanya sesuai dengan karakteristik tanah yang diuji. Untuk menga- tasi  permasalahan  tersebut  diperlukan  kajian  lebih  lanjut terhadap karateristik tanah ekspansif di wilayah Indonesia.
Terbatasnya hasil penelitian dalam mengamati pengaruh kuat  geser  tanah  langsung  terhadap  perubahan  kuat  geser tanah  ekspansif  mengharuskan  penggunaan  faktor  reduksi yang cukup konservatif dalam menentukan nilai kuat geser niralirnya. Sering kali dalam konstruksi jalan raya, nilai kuat geser  tanah  diuji  melalui  nilai California  Bearing  Ratio (CBR)  dalam  kondisi  basah  maupun  kering.  Begitupun halnya  untuk  tanah  ekspansif,  kekakuan  tanah  hanya ditentukan  dalam  nilai  persen  terhadap  rasio  perbandingan nilai penetrasi standar California [16]. Dalam penelitian ini, tanah  ekspansif  dan  non-ekspansif  diuji  kuat  gesernya dengan  variasi  kadar  air  mengikuti  batas  plastis  dan  batas cairnya. Melalui penelitian ini, perbandingan antara penen- tuan  kategori potensi ekspansivitas melalui  metoda activity ratio dan swelling index dilakukan, serta perilaku kuat geser pada  batas  plastis  dan  batas  cair  tanah  ekspansif  dan  non- ekspansif dianalisis perbandingannya.

## 2. Metode
Sampel tanah terganggu dikumpulkan dari tiga lokasi dan masing-masing memiliki karateristik yang berbeda. Sampel yang  dipilih  merupakan  sampel  tanah  dengan  karateristik ekspansif dan non ekspansif yang ditentukan melalui uji fisik dan  klasifikasi  menggunakan  angka activity  ratio .  Untuk setiap  sampel  tanah  dilakukan  pengujian  karakteristik  fisik standar di laboratorium, yaitu uji kadar air natural, uji berat jenis, uji batas-batas atterberg, dan uji gradasi butiran tanah. Kemudian  berdasarkan  hasil  pengujian  batas-batas  Atter- berg, kadar air tanah pengujian dimodifikasi terhadap batas cair (LL) dan batas plastisnya (PL) dengan kadar air PL-5%,
PL  dan  PL+5%  dan  terhadap  batas  cair  LL-5%,  LL  dan LL+5%  terhadap  batas  plastisnya.  Selanjutnya  benda  uji dengan kadar air yang sudah dimodifikasi tersebut diuji kuat gesernya  menggunakan  alat  uji laboratory  vane  shear dan alat uji kuat geser langsung. Pengujian kuat geser dilakukan menggunakan laboratory vane shear test untuk tanah dengan kadar  air  pada  sekitar  batas  cairnya,  dan  menggunakan  uji kuat  geser  langsung  untuk  tanah  dengan  kadar  air  pada sekitar  batas  plastisnya.    Setelah  itu,  untuk  masing-masing benda uji dilanjutkan dengan uji one dimensional swell dan uji expansion index (EI) untuk mengetahui sifat pengemba- ngannya.

## Sampel Tanah
Penelitian  ini  dilakukan  terhadap  benda  uji  tanah permukaan yang diambil dari kedalaman 0-3 meter pada tiga lokasi yaitu: (1) Kabupaten Boyolali, Provinsi Jawa Tengah, (2) Pantai Indah Kapuk (PIK) 2 Jakarta Utara, Provinsi DKI Jakarta  dan  (3)  Kabupaten  Batang,  Provinsi  Jawa  Tengah seperti terlihat pada Gambar 1 . Selanjutnya sampel disebut dengan tanah Boyolali, tanah PIK 2 dan tanah Batang. Hasil pengujian karakteristik fisik dan klasifikasi ketiga jenis tanah ditunjukkan  pada Tabel  1 .  Secara  umum  tanah  di  ketiga lokasi  memiliki  kadar  air  natural  ( w n )  cukup  tinggi  pada rentang  40-51%  dengan  tingkat  saturasi Sr >  70%  hingga mendekati jenuh yaitu Sr = 98% bagi tanah Batang. Tanah Boyolali dan PIK-2 memiliki nilai specific gravity yang mirip yaitu 2,59 dan 2,58,
(a)
(b)
Gambar 1 . Titik lokasi pengambilan tanah. (a) Batang dan Boyolali, (b) Pantai Indah Kapuk 2
Tabel 1 . Karakteristik fisik dan klasifikasi tanah Sampel Karakteristik Fisik Distribusi Ukuran Butir Batas Atterberg Klasifikasi (USCS) w n (%) Sr (%) γ m (g/cm 3 ) γ d (g/cm 3 ) Gs Kerikil (%) Pasir (%) Butir Halus (%) < 2μm (%) LL (%) PL (%) PI (%) Boyolali  40,49  71 1,44 1,03 2,59 0 69 31 26 65,02  30,37  35,65 SC PIK-2 41,4 84 1,58 1,12 2,58 0 49 51 10 54,95  21,81  33,14 CH/OH Batang 51,0 98 1,60 1,06 2,47 0 48 52 17 57,28  47,78  9,50 MH/OH
sedangkan tanah Batang memiliki nilai specific gravity yang jauh lebih rendah yaitu sebesar 2,47.
Berdasarkan hasil analisis distribusi butiran, tanah Boyo- lali didominasi oleh butiran kasar berupa pasir sebanyak 69% serta memiliki kandungan fraksi lempung (ukuran < 2 μm) yang cukup tinggi sebesar 26% sehingga dikategorikan seba- gai tanah pasir berlempung atau clayey sand (SC). Distribusi butiran  berbeda  ditunjukkan  oleh  tanah  PIK-2  dan  Batang yang  memiliki  butiran  halus  (lanau  dan  lempung)  sedikit lebih  banyak  dari  butiran  kasarnya.  Dari  51%  kandungan butir  halus  di  PIK-2,  10  %  diantaranya  adalah  fraksi lempung. Sedangkan tanah Batang mengandung 17% fraksi lempung. Kurva distribusi ukuran butiran tanah untuk ketiga sampel ditunjukkan pada Gambar 2 .
Gambar 2 . Kurva distribusi butiran tanah
Berdasarkan hasil pengujian batas-batas Atterberg dapat dilihat  bahwa  ketiga  tanah  memiliki  nilai  batas  cair  yang cukup tinggi dan relatif seragam di rentang 54%-65% namun memiliki  nilai  batas plastis  yang  beragam  di  rentang  21%- 48%  sehingga  nilai  indeks  plastisitasnya  juga  bervariasi. Tanah Boyolali dan PIK-2 memiliki  nilai indeks plastisitas (PI)  cukup  tinggi  sebesar  35,65%  dan  33,14%,  sedangkan tanah Batang memiliki plastisitas relatif rendah sebesar 9,5%.
Berdasarkan  kriteria  USCS  terhadap ukuran  butir  dan  sifat plastisitasnya maka tanah PIK-2 dikategorikan sebagai clay with  high  plasticity  ( CH ) sedangkan  tanah  Batang  dikate- gorikan sebagai silt  with high plasticity ( MH). Keberadaan lempung dan sifat  plastisitas  inilah yang akan memberikan pengaruh  terhadap  potensi  ekspansivitas  masing-masing jenis tanah.

## Pengujian potensi ekspansivitas tanah
Pengujian  besar  angka  pengembangan  tanah  dilakukan melalui dua pengujian yaitu uji one dimensional swell dan uji expansion  Index. Uji  pengembangan  satu  dimensi  dilaksa- nakan berdasarkan  ASTM  D4546-14 Standard  test  method for  one-dimensional swell or  collapse of soil . Uji  pengem- bangan  dilakukan  menggunakan  metode  A  dengan  tanah yang dibentuk kembali ( remolded) . Sampel tanah yang yang digunakan  disaring  terlebih  dahulu  untuk  lolos  ukuran saringan  4.75  mm,  dicetak  ulang  dalam  cincin  konsolido- meter, kemudian dijenuhkan dan diukur nilai pengembangan vertikalnya  menggunakan dial  gauge .  Pembebanan  yang digunakan  konstan  pada  1  kPa  untuk  semua  jenis  sampel tanah.  Besarnya swell  strain pengembangan  ditentukan berdasarkan persamaan (1) .
𝜀 = ∆ (1)
dimana  s =  regangan  pengembangan,  Δ h 2 =  penambahan tinggi  sampel  setelah  direndam,  dan h 1 adalah  tinggi  awal sampel.
Uji expansion  Index pada  sampel  tanah  dilakukan berdasarkan ASTM D4829. Sampel uji dikeringkan terlebih dahulu  di  dalam  oven  dengan  suhu  30˚C  selama  24  jam. Sampel kering udara tersebut memiliki kadar air pada rentang 5-7%, kemudian air ditambahkan agar tanah mencapai nilai derajat  saturasi  pada  rentang  40%-60%.  Selanjutnya  tanah diletakkan pada alat oedometer tanpa dijenuhkan dan diberi tegangan  awal  sebesar  6,9  kPa  selama  10  menit.  Tanah selanjutnya dijenuhkan di dalam cincin konsolidometer yang ditambahkan  air  dan  diukur  penambahan  deformasi  verti- kalnya  selama  24  jam  atau  hingga  penambahan  deformasi vertikalnya tidak lebih dari 0,0005 mm/jam.

## Pengujian kuat geser tanah
Sebelum  dilakukan  pengujian  kuat  geser  tanah,  sampel tanah  disiapkan  dengan  kondisi  kadar  air  mengacu  pada batas-batas Atterberg, yaitu w = PL-5%, PL+5%, LL-5% dan LL+5%. Sampel tanah terlebih dahulu dikeringkan pada suhu 30˚C selama 24 jam, diukur kadar air setelah pengeringan, dan  kemudian  ditambahkan  air  untuk  mencapai  kadar  air rencana.  Setelah  mencapai  kondisi  kadar  air  rencana  yang bervariasi, masing-masing sampel tanah kemudian dibentuk dalam cetakan silinder dengan dimensi diameter = 37,5 mm dan tinggi 75 mm. Untuk setiap kondisi kadar air yang berbe- da  disiapkan  masing-masing  2  sampel  (pengujian  duplo). Sampel  yang  sudah  dicetak  kemudian  diuji  kuat  gesernya menggunakan alat uji geser langsung untuk sampel dengan konsistensi kaku yaitu sampel dengan kadar air PL-5% dan PL+5%. Pengujian kuat geser langsung menggunakan kece- patan  regangan  1  mm/menit,  tegangan  normal  pada  angka 0,16,  0,32,  dan  0,64  kg/cm 2 ,  dan  dicatat  grafik  hubungan tegangan  terhadap  regangan  nya.  Sedangkan  untuk  sampel dengan  kadar  air  LL-5%  dan  LL+5%  diuji  menggunakan laboratory  vane  shear (LVS).  Pengujian  LVS  dilakukan dengan kecepatan rotasi 6°/menit.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Hasi uji ekspansivitas
Tanah  telah  terlebih  dahulu  dilakukan  analisis  potensi pengembangannya  berdasarkan  kriteria  ekspansivitas  [17], yaitu dengan penentuan rasio aktifitas yang ditentukan dalam persamaan (2).
𝐴 = (2)
dengan  Ac  adalah  potensi  pengembangan  yang  ditentukan dari rasio  nilai PI terhadap persen FC atau fraksi lempung nya (tanah dengan ukuran < 2 μm). Tanah dengan nilai Ac < 0,75  dikategorikan  sebagai  tanah  tidak  aktif,  tanah  dengan 0,75  < Ac <  1,25  dikategorikan  sebagai  tanah  normal,  dan tanah  dengan Ac >  1,25  dikategorikan  sebagai  tanah  aktif. Penentuan potensi pengembangan dan hasil uji ekspansivitas tanah di tiga lokasi ditunjukkan pada Tabel 2 .
Hasil  uji  pengembangan  satu  dimensi  menunjukkan bahwa sampel tanah Boyolali dan tanah PIK-2 dikategorikan sebagai tanah ekspansif dengan nilai swell strain ,  s = 26,7% dan 8.1%. Sedangkan untuk tanah yang diambil dari lokasi di Batang  dikategorikan  sebagai  tanah  non-ekspansif  dengan nilai  s = 0.7%. Hasil uji indeks ekspansivitas menunjukkan bahwa  sampel  tanah  Boyolali  memiliki  nilai  EI  =  108,01 sampel  tanah  PIK-2  memiliki  nilai  51,11,  sedangkan  pada tanah Batang tidak dilakukan pengujian.
Tabel  2. Potensi  pengembangan  dan  hasil  uji  indeks ekspansivitas
Sampel Ac Skempton 1-D Swell (%) EI Boyolali 0.99 (Sedang) 26,7 108,0 PIK-2 3,31 (Sangat Tinggi) 8,1 51,11 Batang 0,56 (Rendah) 0,7 NA
Perbandingan  hasil  penentuan  potensi  pengembangan berdasarkan activity ratio dan hasil pengujian pengembangan satu  dimensi  menunjukkan  hasil  yang  selaras  dalam menentukan sampel tanah sebagai tanah ekspansif atau non- ekspansif. Tanah Boyolali dan PIK-2 dikategorikan sebagai tanah  dengan  potensi  ekspansif  sedang  dan  sangat  tinggi, sedangkan  tanah  Batang  ditentukan  memiliki  potensi pengembangan  rendah.  Meskipun  hasil  analisis  sederhana berdasarkan nilai indeks plastisitas, PI dan persentase butiran lempung, CF sudah dapat menentukan kategori suatu sampel tanah  bersifat  sebagai  tanah  ekspansif  atau  non-ekspansif, besaran pengembangan sendiri tidak dapat direpresentasikan hanya melalui nilai Ac itu sendiri. Lebih jauh lagi, meskipun tanah  PIK-2  memiliki  nilai Ac lebih  tinggi  (3,31)  daripada sampel  tanah  Boyolali  (0,99),  namun  nilai  pengembangan tanah  PIK-2  (8,1%)  tidak  lebih  besar  dari  pengembangan sampel tanah Boyolali (26,7%).
Hasil  uji  pengembangan  satu  dimensi  juga  diperkuat dengan  nilai  indeks  ekspansivitas  yang  menunjukkan  hasil selaras  bahwa  sampel  tanah  Boyolali  (108,01)  memiliki indeks ekspansivitas lebih tinggi dibandingkan dengan tanah PIK-2  (51,11)  sehingga  tanah  Boyolali  dikategorikan  sifat ekspansif  tinggi  sedangkan  sampel  tanah  PIK-2 dikategorikan  sebagai  tanah  ekspansif  sedang.  Atas  dasar hasil ini, dapat disimpulkan bahwa metoda penentuan potensi pengembangan hanya dapat dijadikan acuan sebagai penentu apakah  sampel  tanah  ekspansif  atau  non-ekspansif,  namun besar pengembangan sendiri harus tetap dilanjutkan dengan uji pengembangan satu dimensi atau uji indeks ekspansivitas.
Gambar  3 menunjukkan  grafik  hubungan  antara  pe- ngembangan terhadap waktu selama 24 jam yang diperoleh berdasarkan  pengujian  indeks  ekspansivitas.  Besar  maksi- mum  pengembangan  untuk  sampel  tanah  Boyolali    adalah 142 mm, sedang untuk sample tanah PIK 2 pengembangan maksimum  adalah  100  mm.  Meskipun  pada  kurva  terlihat bahwa nilai pengembangan untuk tanah Boyolali lebih besar daripada  nilai  pengembangan  sampel  tanah  PIK-2,  namun pola  kenaikan  pengembangan  terlihat  relatif  sejajar  antara satu  sama  lain.  Hal  ini  sangat  mungkin  disebabkan  oleh kecepatan  alir  air  yang  relatif  sama  antara  dua  sampel tersebut. Meskipun demikian, penjelasan fenomena tersebut
masih  perlu  dibuktikan  melalui  pengujian  permeabilitas tanah dengan metoda seperti constant head atau falling head permeability test .
Gambar 3. Kurva semi log waktu terhadap pengembangan

## Hasil Uji Kuat Geser
Besarnya kuat geser niralir sampel dari tiga lokasi dengan variasi  kadar  air  pengujian  ditunjukkan  pada Tabel  3 di bawah ini. Sampel tanah Boyolali dan PIK-2 memiliki enam variasi kadar air yaitu; w = PL, PL-5%, PL+5%, LL, LL-5% dan LL+5%. Sedangkan sampel tanah Batang hanya memi- liki 5 variasi  kadar air.  Hal  ini disebabkan karena nilai LL dan PL yang berdekatan sehingga nilai PL +5% dan LL-5% memiliki nilai yang berhimpit sehingga hanya diuji sebagai satu sampel menggunakan LVS.
Gambar 4 memperlihatkan grafik hubungan kuat geser nirlair  sampel  terhadap  variasi  kadar  air  pada  batas-batas Atterberg. Secara umum hasil uji menunjukkan bahwa kuat geser  niralir  berkurang  dengan  cukup  signifikan  seiring dengan meningkatnya kadar air. Masing-masing jenis tanah memiliki trendline hubungan  yang  kuat  dengan  fungsi logaritmik  antara  kuat  geser  dan  kadar  airnya dengan nilai koefisien  determinasi, R 2 =0,88-0,98.  Pada  batas  plastisnya (PL+5% dan PL-5%), kuat geser untuk setiap sampel berada pada rentang 20,14-61,57 kPa, sedangkan pada batas carinya (LL +5% dan LL-5%), kuat geser tanah berada pada rentang 1,27-7,23 kPa.
Tabel 3. Kuat Geser Tanah pada Variasi Kadar air Sampel Kadar Air Pengujian Rerata Kuat Geser niralir (%) (kN/m 2 ) Boyolal i PL-5% 25,37 61,57 PL 30,37 46,28 PL+5% 35,37 24,53 LL-5% 60,02 2,31
LL 65.02 1,75 LL+5% 70,02 1,27 PIK-2 PL-5% 16,81 51,13 PL 21,81 29,21 PL+5% 26,81 20,14 LL-5% 49,95 3,58 LL 54,95 2,11 LL+5% 59,95 0,89 Batang  PL-5% 42,78 39,35 PL 47,78 31,80 LL-5% 52,28 7,23 LL 57,28 1,71 LL+5% 62,28 1,46
Hasil uji kuat geser terhadap variasi kadar air pada batas- batas Atterberg menunjukkan bahwa untuk semua jenis tanah baik ekspansif (Boyolali dan PIK 2) maupun non ekspansif (Batang),  nilai  kuat  geser  tanah  mengalami  penurunan  de- ngan fungsi logaritmik terhadap penambahan kadar air tanah. Hal serupa ditunjukkan pula pada studi [18] dimana turunnya kuat geser niralir yang terjadi akibat naiknya kadar air terjadi akibat butiran tanah yang semula kaku pada daerah plastisnya kehilangan kontak antar butiran tanah dengan naiknya kadar air yang mendekati atau melewati batas cairnya.
Pada  kondisi  kadar  air  40-50%  tanah  Batang  memiliki konsistensi dan kekuatan lebih tinggi jika dibandingkan de- ngan tanah Boyolali dan PIK-2. Hal ini disebabkan karena tanah  Batang  masih  dalam  kondisi  batas  plastis  (PL= 47,78%)  sedangkan  tanah  PIK-2  dan  Boyolali  sudah  men- dekati batas carinya (LL=54,9%-65,02% ) . Namun kekuatan ketiganya relatif seragam sangat rendah pada kondisi kadar air di atas 55% yang mana besar kemungkinan ketiga sampel tanah sudah dalam kondisi jenuh air. Dalam kondisi jenuh, penambahan lebih banyak air terhadap sampel remolded akan meningkatkan angka pori sehingga kekuatan tanah semakin dipengaruhi oleh koloid lempung yang bersifat cair.
Gambar  4 juga  menunjukkan  perilaku  yang  berbeda pada kedua tanah ekspansif Boyolali dan PIK-2. Pada kondisi kadar  air  w  =  PL-5%,  PL  dan  PL+5%,  tanah  Boyolali memiliki kuat geser yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanah PIK-2. Namun seiring dengan meningkatnya kadar air sampai  dengan  kondisi  batas  cair  w  =  LL-5%,  LL,  dan LL+5%,  kuat  geser  tanah  Boyolali  dan  PIK 2  turun  secara signifikan.  Jika  dibandingkan  terhadap  dengan  nilai pengembangan  dan  indeks  pengembangan,  tanah  Boyolali yang  memiliki  nilai  EI  lebih  tinggi  (EI=108,11)  akan mengalami  reduksi  kekuatan  yang  lebih  besar  jika dibandingkan  dengan  tanah  PIK-2  dengan  nilai  indeks ekpansivitas yang lebih kecil (EI=51,11)
Arlyn Aristo Cikmit dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 22, Nomor 2, Mei 2024 (119-126) 124
Gambar 4. Hubungan antara kuat geser nirlair terhadap kadar air pengujian pada batas-batas Atterberg-nya.
Gambar 5. Hubungan kadar air dan kuat geser tanah pada grafik log-log dengan tambahan data tanah lempung Horten London dan Shellhaven [18], [19].
Gambar  5 menunjukkan  hubungan  kadar  air  dan  kuat geser  sampel  Boyolali,  PIK  2  dan  Batang,  serta  tambahan data tanah Horten, London dan Shellhaven [18], [19] dalam grafik  log-log.  Data  yang  ditunjukkan  oleh  [19]  memper- lihatkan data tanah sedimen, sedangkan data yang diuji dalam studi kali ini merupakan tanah residual yang terbentuk dari proses  pelapukan  tanah.  Terlihat  jelas  meskipun  berbeda jenis pembentukannya, untuk semua jenis tanah baik sedimen maupun  residual,  hubungan  kadar  air  dan  kuat  gesernya memiliki  hubungan  linear  dalam  grafik  log-log.  Namun,
perbedaan  yang  signifikan  terdapat  pada  gradien  yang dibentuk oleh masing-masing jenis tanah yang menunjukkan besarnya pengaruh kadar air terhadap kuat geser pada batas- batas Atterberg-nya. Gradien garis regresi didapat dari nilai eksponen persamaan regresinya dan dinyatakan sebagai nilai absolut A. Tanah Boyolali, PIK-2 dan Batang memiliki nilai A = 3,3; 2,9 dan 10,1, sedangkan pada tanah Horten, London, dan Shellhaven, A= 6,8; 4,5 dan 4,4. Berdasarkan kemiringan yang dibentuk oleh tiap garis regresi, tanah ekspansif yaitu tanah PIK-2 dan Boyolali menunjukkan kemiringan 2,9-3,3 yang  mana  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  tanah  non- ekspansif  yang  memiliki  nilai  A=4,4-10,1.  Nilai  gradien tersebut  menunjukkan  bahwa  variasi  kadar  air  pada  batas- batas  Atterberg  memiliki  pengaruh  lebih  kecil  terhadap perubahan  kuat  geser  tanah  ekspansif  bila  dibandingkan dengan tanah non-ekspansif.

## 4. Simpulan
Melalui  hasil  pengujian,  analisis  dan  diskusi  yang  telah dilakukan pada tanah di tiga lokasi, telah diambil beberapa simpulan diantaranya:
1. Sampel tanah Boyolali, PIK 2 dan Batang berturut-turut dikategorikan sebagai tanah ekspansif sedang, ekspansif tinggi  dan  non  ekspansif  dengan  nilai  EI  yaitu 108,01;51,11 dan NA.
2. Nilai  kuat  geser  tanah  mengalami  penurunan  dengan fungsi logaritmik terhadap penambahan kadar air tanah.
3. Pada w =40-50%, tanah Batang memiliki konsistensi dan kuat  geser  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  tanah Boyolali  dan  PIK-2  karena  nilai  batas  plastisitas  (PL ) tanah Batang yang mendekati nilai batas cair (LL) tanah Boyolali dan PIK 2.
4. Dalam bentuk grafik log-log, hubungan kadar air tanah terhadap kuat geser tanah ekspansif dan non ekspansif dapat  dihubungkan  melalui  garis  linear.  Besarnya tingkat  penurunan  kuat  geser  terhadap  kadar  air ditunjukkan  melalui  gradiennya  yaitu  dengan  angka gradien, A = 2,9-3,3 untuk tanah ekspansif dan A = 4,4- 10,1  untuk  tanah  non  ekspansif.  Nilai  gradien  tersebut menunjukkan bahwa variasi kadar air pada batas-batas Atterberg  memiliki  pengaruh  lebih  kecil  terhadap perubahan kuat geser tanah ekspansif bila dibandingkan dengan tanah non-ekspansif.

## Ucapan Terima Kasih
Kegiatan  penelitian  ini  didukung  oleh  Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset dan Teknologi dan Lembaga Pengelola  Dana  Pendidikan  (LPDP)  melalui  Pendanaan
0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 K ua t G es er T an ah ( kN /m 2 ) Kadar air pengujian (%) Boyolali PIK 2 Batang y = 4E+07x -3.3 R² = 0.93 y = 265675x -2.9 R² = 0.97 y = 2E+18x -10.1 R² = 0.78 y = 2E+10x -6.8
R² = 0.99 y = 3E+08x -4.5
R² = 0.99 y = 6E+08x -4.47 R² = 0.95 0.1 1.0 10.0 100.0 10 100 K ua t G es er T an ah ( kN /m 2 ) Kadar air pengujian (%) Boyolali PIK 2
Batang Horten Clay London Clay
Shellhaven
Program Riset Keilmuan Tahun 2021 dengan nomor kontrak hibah 091/E4.1/AK.04.RA/2021.

## Daftar Pustaka
[1] J.  Nelson  and  D.  Miller, Expansive  Soils,  Problems and  Practice  in  Foundation  and  Pavement Engineering . USA: John Willey & Sons, Inc, 1992.
[2] T.  Pramudyo et  al. , ATLAS  Sebaran  Batu  Lempung Bermasalah Indonesia , 1st ed. Bandung, 2019.
[3] A.  S.  Muntohar,  “The  Swelling  of  Expansive Subgrade At Wates-Purworejo Roadway Sta. 8 127,” Civ Eng Dimens , vol. 8, no. 2, pp. 106–110, 2006.
[4] R.  G.  Yahya,  “Kerusakan  Jalan  Raya  Akibat  Tanah Mengembang,” J. Tek. Sipil , vol. 11, no. 1, 2015.
[5] D. Ishak, W. Hidayat, R. A. Sudisman, and A. Aristo, “Swelling  Prediction  of  Expansive  Soil  Using Numerical  Method  Analysis,” Indones.  Geotech.  J. , vol. 1, no. 3, pp. 29–36, 2022.
[6] M. Munirwansyah and R. P. Munirwan, “Stabilization On  Expansive  Soil  For  Road-Subgrade  For Geotechnic  Disaster  Approach,” Int.  J.  Disaster Manag. , vol. 1, no. 1, pp. 8–19, 2017.
[7] E. A. R. Dendo, “Stabilisasi Tanah Lempung Sebagai Subgrade Dengan Memanfaatkan Kapur Padam Asal Kabupaten  Pangkep,” J.  Dyn.  Saint ,  vol.  2,  no.  1, 2018.
[8] D. Affandi, “Mapping Expansive Soil Characteristics on  The  National  Road  Segment  in  Java  Island,”  in 25rd  Annual  National  Conference  on  Geotechnical Engineering , 2021, pp. 361–372.
[9] B. Lew, “Structure Damage Due to Expansive Soils: A Case Study,” Electron. J. Geotech. Eng. , vol. 15, no. 1, pp. 1317–1324, 2010.
[10]  I.  G.  .  Wardana  and  S.  Dwipa,  “Analisis  Penyebab
Kerusakan Rumah Sederhana yang Didirikan di Atas Tanah Lempung di Daerah Kerobokan,” J. Ilm. Tek. Sipil , vol. 16, no. 2, pp. 177–185, 2012.
[11]  M. Zumrawi, A. E. A. Gamel, and A. Abdelmarouf, “Damages of Buildings on Expansive Soils: Diagnosis and  Avoidance,” Int.  J.  Multidiscip.  and  Scientific Emerging Res. , vol. 6, no. 2, pp. 108–116, 2017.
[12] M.  Al-Mukhtar,  A.  Lasledj,  and  J.  F.  Alcover, “Behaviour  and  mineralogy  changes  in  lime-treated expansive soil at 20°C,” Appl Clay Sci , vol. 50, no. 2, pp. 191–198, 2012.
[13] A.  S.  Muntohar  and  R.  Hashim,  “A  Study  of Expansive Clay Treated With LRHA,” in 2nd World Engineering Congress , 2002, pp. 77–80.
[14] A.  R.  Estabragh,  H.  Rafatjo,  and  A.  A.  Javadi, “Treatment  of  an  expansive  soil  by  mechanical  and chemical techniques,” Geosynth Int , vol. 21, no. 3, pp. 233–243, 2014.
[15] S.  Liu,  F.  Bai,  Y.  Wang,  S.  Wang,  and  Z.  Li, “Treatment  for  Expansive  Soil  Channel  Slope  with Soilbags,” J. Aerosp. Eng , vol. 26, no. 4, pp. 657–666, 2013.
[16] A.  S.  Muntohar,  “The  Swelling  of  Expansive Subgrade  at  Wates  Purworejo  Roadway,  STA. 8+127,” Civ. Eng. Dimens. , vol. 8, no. 2, pp. 106–110, 2006.
[17] A. W. Skempton, “The Colloidal ‘Activity’ of Clays,” J. Soil Mech. Found. Div. , vol. 88, no. 3, pp. 57–61, 1962.
[18] A. W. Skempton and R.. Northey, “The sensitivity of clays,” Geotechnique , vol. 3, no. 1, pp. 30–53, 1953.
[19] B. Sharma and P. K. Bora, “Plastic Limit, Liquid Limit and Undrained Shear Strength of Soil- Reappraisal,” J. Geotech. Geoenvironmental Eng. , vol. 129, no. 8, pp. 774–777, 2003.
Arlyn Aristo Cikmit dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 22, Nomor 2, Mei 2024 (119-126) 126
Halaman ini sengaja dikosongkan