Vol. 2, No. 1, Februari 2019: hlm 77-85

## ANALISIS KUAT GESER TANAH CLAY SHALE YANG TERENDAM DAN TIDAK TERENDAM DENGAN UNCONFINED COMPRESSION TEST
Hans Tantra 1 , dan Aniek Prihatiningsih 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: hanstantra88@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: aniekprihatiningsih@gmail.com

## ABSTRAK
Tanah di Indonesia terdiri dari berbagai macam jenis dan karakteristik yang berbeda–beda. Sehingga di  setiap  proses  konstruksi,  kita  perlu  mengidentifikasi  terlebih  dahulu  jenis  dan  karakteristik  tanah apa  yang  menjadi  dasar  konstruksi  tersebut  dibangun.  Salah  satu  jenis  tanah  yang  ada  di  Indonesia yang  sering  menyebabkan  masalah  selama  pembangunan,  yaitu  tanah clay  shale .  Tanah clay  shale memiliki karakteristik mudah mengalami pelapukan tanah jika terus menerus terekspos dengan udara, pelapukan  tanah  dapat  mengakibatkan  penurunan  kuat  geser  tanah  yang  dapat  menyebabkan terjadinya longsor di daerah konstruksi bangunan. Melalui tes unconfined compression test kita dapat memperoleh  nilai  kuat  tekan  dan  kuat  geser.  Dalam  penelitian  ini,  lokasi  sampel  yang  akan  di  uji berasal  dari  Jl.Babakan  Sirkuit  Tangkil,  Citereup,  Bogor,  Indonesia.  Pengetasan unconfined compression  test akan  dilakukan  pada  laboratorium  tanah  Universitas  Tarumanagara.  Untuk  sampel yang  akan  diuji  terdiri  dari  dua  kondisi  sampel  dengan  keadaaan  berbeda.  Sampel  akan  diuji  dalam kondisi rendam dan tidak rendam dengan masing–masing durasi sampel di rendam dan tidak rendam selama 0 minggu, 1 minggu, 3 minggu, 5 minggu, dan 7 minggu. Hasil penelitian menunjukkan nilai kuat  tekan  terbesar  pada  sampel  yang  tidak  di  rendam  berada  pada  durasi  5  minggu  pendiaman sebesar  1133.2275  kN/m 2 dan  mulai  menurun  pada  sampel  dengan  durasi  7  minggu.  Untuk  sampel dengan kondisi terendam, kuat tekan terbesar berada pada sampel 1 minggu perendaman dengan nilai sebesar  11.635  kN/m 2 dan  nilai  kuat  tekan  mulai  menurun  pada  sampel  dengan  durasi  3  minggu rendaman. Nilai  kohesi pada percobaan ini berbanding  lurus dengan nilai  kuat  tekan sehingga  untuk sampel  tidak  rendam,  nilai  kohesi  terbesar  berada  pada  kondisi  pendiaman  5  minggu  dan  untuk sampel rendam nilai kohesi terbesar berada pada kondisi perendaman 1 minggu..
Kata kunci: clay shale, kuat tekan, kuat geser, unconfined compression test

## 1. PENDAHULUAN
Dalam setiap proses konstruksi kita sering menemukan adanya proses penggalian yang membentuk sebuah lereng. Lereng  seringkali  mengalami  ketidakstabilan  sehingga  dapat  meyebabkan  terjadinya  longsor.  Tanah  di  Indonesia terdiri  dari  berbagai  jenis  tanah  yang  memiliki  karakteristik  berbeda-beda,  salah  satunya  jenis  tanah clay  shale . Tanah clay shale memiliki karakteristik yang sering menimbulkan masalah pada saat proses konstruksi dikarenakan clay  shale  dapat  mengalami  pelapukan  jika  terekspose  dengan  udara  dan  air.  Pelapukan  yang  terjadi  dapat menyebabkan penurunan kuat geser pada daerah tanah tersebut berada sehingga dapat menimbulkan potensi longsor jika tanah clay shale berada pada lereng suatu konstruksi. Tujuan dari pengujian unconfined compression test adalah mencari nilai kuat tekan dan nilai kuat geser dari tanah clay shale.
Untuk  pengujian unconfined  compression  test akan  dilakukan  dalam  dua  kondisi  yaitu,  kondisi  sampel  saat terendam  dan  kondisi  sampel  saat  tidak  terendam.  Durasi  perendaman  dan  tidak  rendam  akan  berlangsung  mulai dari  0  minggu,  1  minggu,  3  minggu,  5  minggu,  dan  7  minggu.  Pengujian unconfined  compression  test akan dilakukan dengan standar ASTM D-2166. Hasil yang akan ditinjau adalah nilai dari kuat tekan, nilai kohesi dan nilai sudut geser dalam yang diperoleh melalui korelasi nilai kohesi terhadap N-SPT.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## Studi Pustaka
Langkah awal untuk  memulai penelitian ini  yaitu,  memperoleh definisi, fungsi, tujuan serta langkah-langkah kerja dari  pengujian  karakteristik  tanah  yang  mencakup  uji specific  gravity , atterberg  limits , grain  size , compaction ,

## UNCONFINED COMPRESSION TEST
unconfined compression test, dan perhitungan sudut geser dalam. Seluruh standar pengujian yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan ASTM ( American Society fot Testing and Materials ).

## Unconfined Compression Test (UCT)
Uji  UCT  dilakukan  dengan  menggunakan  standar  ASTM  D-2116.  Uji  UCT  dilakukan  untuk  mengukur  nilai  kuat tekan (q u ), dan nilai kohesi (C). Untuk perhitungannya dapat dinyatakan sebagai berikut:
σ = P A (1)
Dimana σ = Tegangan Normal, P = Beban yang diberikan, dan A = Luas rata-rata
C = σ 2 (2)
Dimana C = Kohesi, dan σ = Tegangan Normal
Sudut Geser Dalam ( ∅ )
Untuk  menghitung  nilai  sudut  geser  dalam  diperlukan  nilai  kohesi  dari  hasil  percobaan,  Nilai  kohesi  akan dikorelasikan terhadap nilai  N-SPT lalu akan dicari berapa nilai sudut geser dalam. Untuk  mencari korelasi antara nilai  kohesi  terhadap  nilai  N-SPT  menggunakan  rumus  empiris  dalam  laporan Updating  Bearing  Capacity  –  SPT Graphs yang dinyatakan oleh NAVFAC pada tahun 1982:
𝐶 = 0.038𝑁 (3)
Setelah memperoleh nilai N-SPT digunakan interpolasi linear terhadap nilai sudut geser yang terdapat dalam tabel 1 yang ditemukan oleh Meyerhoff pada tahun 1956 dimana tabelnya dapat dilampirkan sebagai berikut:
Tabel 1. Perbandingan Antar Nilai N Spt dengan Nilai Sudut Geser Dalam SPT N Soil Packing Relative Density Friction Angle ( Blows /0.3m) (%) ( ⁰ ) < 4 Very Loose < 20 < 30 4 to 10 Loose 20 to 40 30 to 35 10 to 30 Compact 40 to 60 35 to 40 30 to 50 Dense 60 to 80 40 to 45 > 50 Very Dense > 80 > 45

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Secara umum tahapan penelitian dapat dilihat pada diagram alir pada gambar 1.

## Gambar 1. Diagram Alir Percobaan

## Pengambilan Sampel Tanah
Lokasi  pengambilan  sampel  untuk  percobaan  yang  dilakukan  berada  di  Jl.  Bababkan  Sirkui  Tangkil,  Citeureup, Bogor,  Jawab  Barat,  Indonesia.  Tanah  yang  diambil  berada  di  kedalaman  6.00  –  10  meter  di  bawah  lapisan permukaan tanah. Sampel tanah yang diuji bersifat terganggu (disturbed).

## Pengujian Awal Sifat Karakteristik Tanah
Untuk mengetahui karakteristik dari tanah yang akan diuji, diperlukan beberapa penujian yang mencakup:
1. Index Properties (ASTM D-2216),
2. Specific Gravity Test (ASTM D-854),
3. Atterberg Limits (ASTM D-4318),
4. Grain Size (ASTM D-422),
5. Compaction (ASTM D-698).
Uji Compaction dilakukan agar dapat mengetahui kadar air optimum dari sampel tanah yang diuji.

## Pengujian Unconfined Compression Test (UCT)
Sampel terendam dan sampel tidak rendam akan diuji dengan unconfined compression test dengan  standar ASTM D-2116. Pengujian akan menggunakan mesin CBR dengan merek Teclock buatan Jepang dengan kapasitas 6000 lbf atau  setara  dengan  2721.55  kgf.  Proses  penekanan  sampel  dilakukan  hingga  pembacaan  pada load  dial menurun atau hingga dicapai regangan sebesar 15% berdasarkan ASTM D-2116

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Untuk  mengetahui  karakteristik  tanah  yang  diuji,  dilakukan  pengujian specific  gravity , atterberg  limits , grain  size analysis dan compaction . Berikut hasil dari pengujian karakterstik yang telah dilakukan.

## UNCONFINED COMPRESSION TEST

## Hasil Uji Nilai Specific Gravity
Berikut hasil uji dari specifc gravity yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Uji nilai Gravitasi Spesifik Keterangan Sampel 1 Sampel 2 Gs (Tx = 28 ⁰ C) 2.56 2.65 Gs (20 ⁰ C) 2.56 2.64 Rata-rata Gs 2.60

## Hasil Uji Nilai Atterberg Limits
Berdasarkan  hasil  uji  atterbeg  limits  yang  dilakukan  diperoleh  bahwa  tanah  yang  diuji  ada  tanah  lanau  organik dengan plastisitas rendah / low plasticity organic silt (ML or OL). Hasil pengujian dapat dilihat pada Table 3.
Tabel 3. Nilai Liquid Limit (LL), Plastic Limit (PL), dan Plasticity Index (PI)
Keterangan Sampel 1 Sampel 2 Rata - rata Liquid Limit (%) 36.489 34.664 35.5765 Plastic Limi t (%) 25.72 26.91 26.315 Plasticity Index (%) 10.77 7.76 9.265

## Hasil Uji Grain Size
Berikut hasil uji dari Grain Size yang dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Persentase Distribusi Komposisi Butiran Tanah
Jenis Tanah Sampel 1 Sampel 2 Rata-rata Persentase Gravel 1.26% 4.58% 2.92% Persentase Sand 5.40% 5.64% 5.52% Persentase Silt 74.50% 71.66% 73.08% Persentase Clay 18.84% 18.12% 18.48%

## Hasil Uji Compaction
Dari  pengujian compaction diperoleh  nilai  kadar  air  optimum  sebesar  14.95%  dan  kepadatan  kering  tanah  adalah 17.16 kN/m 3 .
Gambar 2. Kadar Air Optimum dari Uji Compaction
Hasil Uji Unconfined Compression Test (UCT)
Setelah melakukan pengujian dan perhitungan dari unconfined compression test , diperoleh data-data nilai kuat tekan sampel tidak rendam akan disajikan dalam Tabel 5 dan untuk nilai kuat tekan sampel terendam akan disajikan dalam Tabel 6.
Tabel 5. Nilai Kuat Tekan Sampel Tidak Rendam Sampel UCT 0 Minggu 1 Minggu 3 Minggu 5 Minggu 7 Minggu q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) Sampel 1 312.08 633.9 1152.62 1193.86 1164.13 Sampel 2 265.75 506.95 544.89 1192.6 935.07 Sampel 3 - - - 952.9 898.44 Sampel 4 - - - 1193.55 993.18 Avg 288.915 570.425 848.755 1133.2275 997.705 Tabel 6. Nilai Kuat Tekan Sampel Rendam Sampel UCT 1 Minggu 3 Minggu 5 Minggu 7 Minggu q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) q u (kN/m 2 ) Sampel 1 11.81 9.58 9.65 - Sampel 2 11.46 9.34 9.36 - Sampel 3 - 9.39 9.13 9.45 Sampel 4 - 9.37 9.34 - Avg 11.635 9.42 9.37 9.45

## Hasil Perhitungan Nilai Kohesi
Setelah  memperoleh  nilai  kuat  tekan  tiap  sampel,  kita  dapat  memperoleh  nilai  kohesi  dari  rumus  empiris.  Untuk nilai kohesi sampel tidak rendam akan disajikan dalam Tabel 7 dan untuk nilai kohesi sampel rendam akan disajikan dalam Tabel 8.
Tabel 7. Nilai Kohesi Sampel Tidak Rendam Sampel UCT 0 Minggu 1 Minggu 3 Minggu 5 Minggu 7 Minggu C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) Sampel 1 156.04 316.95 576.31 596.93 582.065 Sampel 2 132.875 253.475 272.445 596.3 467.535 Sampel 3 - - - 476.45 449.22 Sampel 4 - - - 596.775 496.59 Avg 144.4575 285.2125 424.3775 566.61375 498.8525 Tabel 8. Nilai Kohesi Sampel Rendam Sampel UCT 1 Minggu 3 Minggu 5 Minggu 7 Minggu C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) C (kN/m 2 ) Sampel 1 5.905 4.79 4.825 - Sampel 2 5.73 4.67 4.68 - Sampel 3 - 4.695 4.565 4.725 Sampel 4 - 4.685 4.67 - Avg 5.8175 4.71 4.685 4.725

## Hasil Perhitungan Nilai Sudut Geser Dalam
Berdasarkan nilai kohesi yang diperoleh, kita dapat menentukan besaran nilai sudut geser dalam tiap sampel dengan menggunakan  korelasi  antara  nilai  kohesi  terhadap  nilai  N-SPT.  Setelah  memperoleh  nilai  N-SPT  maka  akan digunakan  interpolasi  linear  untuk  mencari  nilai  sudut  geser  dalam.  Untuk  nilai  sudut  geser  dalam  sampel  tidak rendam akan disajikan dalam Tabel 9 dan untuk sampel rendam akan disajikan dalam Tabel 10.
Tabel 9. Hasil Perhitungan Nilasi Sudut Geser Dalam Sampel Tidak Rendam
Week Sampel Su/C (kN/m 2 ) Su/C (kg/cm 2 ) Su/C (tsf) N-SPT ∅ ( ̊ ) Su = 0.038N 0 1 156.040 1.591 1.740 45.796 43.949 2 132.875 1.355 1.482 38.998 42.249 Avg 144.458 1.473 1.611 42.397 43.099 1 1 316.950 3.232 3.535 93.022 55.755 2 253.475 2.585 2.827 74.392 51.098 Avg 285.213 2.908 3.181 83.707 53.427 3 1 576.310 5.877 6.427 169.141 74.785
2 272.445 2.778 3.038 79.960 52.490 Avg 424.378 4.327 4.733 124.551 63.638 5 1 596.930 6.087 6.657 175.193 76.298 2 596.300 6.081 6.650 175.008 76.252 3 476.450 4.858 5.314 139.834 67.458 4 596.775 6.085 6.656 175.148 76.287 Avg 566.614 5.778 6.319 166.296 74.074 7 1 582.065 5.935 6.492 170.831 75.208 2 467.535 4.768 5.214 137.217 66.804 3 449.220 4.581 5.010 131.842 65.460 4 496.590 5.064 5.538 145.744 68.936 Avg 498.853 5.087 5.564 146.408 69.102 Tabel 10. Hasil Perhitungan Nilasi Sudut Geser Dalam Sampel Rendam Week Sampel Su/C (kN/m 2 ) Su/C (kg/cm 2 ) Su/C (tsf) N-SPT ∅ ( ̊ ) Su = 0.038N 1 1 5.905 0.060 0.066 1.733 12.998 2 5.730 0.058 0.064 1.682 12.613 3 4.625 0.047 0.052 1.357 10.180 4 1.910 0.019 0.021 0.561 4.204 Avg 4.543 0.046 0.051 1.333 9.999 3 1 4.790 0.049 0.053 1.406 10.544 2 4.670 0.048 0.052 1.371 10.280 3 4.695 0.048 0.052 1.378 10.335 4 4.685 0.048 0.052 1.375 10.313 Avg 4.710 0.048 0.053 1.382 10.368 5 1 4.825 0.049 0.054 1.416 10.621 2 4.680 0.048 0.052 1.374 10.302 3 4.565 0.047 0.051 1.340 10.048 4 4.670 0.048 0.052 1.371 10.280 Avg 4.685 0.048 0.052 1.375 10.313 7 1 7.710 0.079 0.086 2.263 16.971 2 6.105 0.062 0.068 1.792 13.438 3 4.725 0.048 0.053 1.387 10.401 4 6.110 0.062 0.068 1.793 13.449 Avg 6.163 0.063 0.069 1.809 13.565

## UNCONFINED COMPRESSION TEST

## Perbandingan Nilai Kuat Tekan dan Nilai Kohesi Sampel Tidak Rendam dan Sampel Rendam
Nilai  kuat  tekan  dan  nilai  kohesi  pada  percobaan  UCT  dapat  dikatakan  berbanding  lurus  dikarenakan  nilai  kuat tekan  hanya dibagi dua  maka akan diperoleh nilai  kohesi.  Untuk persentase perbedaan nilai kuat tekan dan kohesi terbesar pada percobaan ini berada pada kondisi sampel 5 minggu sebesar 99.173%. Grafik perbandingan nilai kuat tekan akan disajikan dalam Gambar 3 dan untuk grafik perbandingan kohesi akan disajikan dalam Gambar 4.
Gambar 3. Perbandingan Nilai Kuat Tekan Sampel Tidak Rendam dan Sampel Rendam
Gambar 4. Perbandingan Nilai Kohesi Sampel Tidak Rendam dan Sampel Rendam

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  Gambar  3  dan  Gambar  4,  diketahui  bahwa  nilai  kuat  tekan  dan  kohesi  terbesar  untuk  sampel  tidak rendam  berada  pada  sampel  kondisi  pendiaman  selama  5  minggu  dan  akan  menurun  ketika  sampel  memasuki pendiaman selama 7 minggu.
Berdasarkan Gambar 3 dan Gambar 4, diketahui bahwa  nilai kuat tekan dan  kohesi terbesar untuk sampel rendam berada pada sampel kondisi perendaman selama 1 minggu dan akan menurun ketika sampel memasuki perendaman selama 3 minggu.
Persen perbedaan nilai kuat tekan dan kohesi terbesar antara sampel tidak rendam dan sampel rendam berada pada sampel dengan durasi 5 minggu sebesar 99.173%.

## DAFTAR PUSTAKA
ASTM D-2116. 2014. Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil. United States:
American Society for Testing and Materials.
Anggour, S. M. 2002. Updating Bearing Capacity – SPT Graphs. Maryland: Civil and Environmental Engineering Department. University of Maryland
Meyerhof, G.G. 1956. Penetration test and bearing capacity of cohesionless soils. Journal of the Soil Mechanics and Foundtaion Division, 82(1), 1-19