PEMANFAATAN SEDIMEN TELUK KENDARI DENGAN STABILISASI PASIR NAMBO SEBAGAI MATERIAL TIMBUNAN

Transkripsi

1 PEMANFAATAN SEDIMEN TELUK KENDARI DENGAN STABILISASI PASIR NAMBO SEBAGAI MATERIAL TIMBUNAN Sulha 1, Try Sugiyarto 1, Umran Sarita 1, Ardianto Yusuf 2 1 Program Studi D3 Teknik Sipil, Program Pendidikan Vokasi, Universitas Halu Oleo Jl. HEA Mokodompit, Anduonohu, Kendari Sulawesi Tenggara 2 Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo, Jl. HEA Mokodompit, Anduonohu, Kendari Sulawesi Tenggara sulha@uho.ac.id ABSTRAK Teluk Kendari merupakan ikon Kota Kendari dengan permasalahan sedimentasi. Kondisi sedimentasi yang terus meningkat menjadi isu yang cukup populer di kota Kendari. Salah satu penanggulangan untuk mengatasi permasahan oleh Pemda Kotamadya Kendari yakni dilakukan normalisasi dengan pengerukan dan dimanfaatkan sebagai material timbunan taman kota yang berada di sekitar teluk Kendari. Tujuan penelitian ini yakni mengetahui kelayakan pemanfaatan sedimen teluk Kendari sebagai bahan material timbunan. Analisis dilakukan dengan mengklasifikasi tanah berdasarkan sistem AASHTO dan Unified. Berdasarkan spesifikasi Bina Marga Rev , nilai CBR minimal sebagai material timbunan biasa yang disyaratkan adalah 6% dan 10% untuk timbunan pilihan. Penggunaan material sedimen teluk Kendari yang distabilisasi dengan pasir Nambo menggunakan komposisi 10%, 20% dan 30%. Hasil analisis gradasi menunjukkan bahwa material dalam kategori SP (sand poorly-graded). Berdasarkan pengujian CBR standar pada kondisi unsoaked berturut-turut yakni 7,11%, 8,67% dan 13,28%, sehingga dapat digunakan sebagai material timbunan biasa maupun timbunan pilihan. Kata Kunci: Konsistensi, Gradasi,CBR, Timbunan, Pengujian CBR 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teluk kendari merupakan ikon Kota Kendari, dimana permasalahan sedimentasi teluk beberapa tahun belakangan menjadi isu yang cukup populer di kota Kendari. Salah satu penanggulangan untuk mengatasi permasahan oleh Pemda Kotamadya Kendari yakni dilakukan normalisasi dengan pengerukan. Hasil pengerukan dimanfaatkan sebagai material timbunan taman kota yang berada di sekitar teluk Kendari.Menurut Bowles (1989),tanah merupakan salah satu material kontruksi yang lansung tersedia di lapangan, dan apabila dapat digunakan akan sangat ekonomis. Kondisi tanah yang terdapat di alam sangat beragam misalnya bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, atau sifat yang lain yang tidak memenuhi kriteria sehingga tidak sesuai sebagaimaterial atau lokasi pembangunan, maka tanah tersebut perlu perlu dilakukan usaha perbaikan. Guling (2015), melakukan penelitian material sedimen teluk Kendari pada kedalaman -0,5m berupa pasir halus gradasi buruk dengan nilai CBR pada kondisi unsoaked untuk sampel I yaitu, 21,35% (25T) dan 29,95% (56T) sedangkan untuk kondisi soaked yaitu, 4,77% (25T) dan 7,78 (56T). Material sedimen teluk kendari memenuhi persyaratan sebagai material timbunan biasa,namun dalam hal ini hanya diperuntukan di daerah yang kadar airnya lebih rendah.material sedimen teluk Kendari bergradasi buruk dan nilai CBRbelum memungkinkan sebagai material timbunan.penelitian ini dilakaukan untuk mengetahui pengaruh stabilisasimaterial sedimen teluk kendari menggunakan Pasir Nambo terhadap karakteristik dan nilai CBR atau daya dukung material. 1.2 Tinjauan Pustaka Karakteristik Sedimen Teluk Kendari (Guling, 2015) menunjukkan bahwa persentase rata-rata butiran lolos saringan No. 200 adalah sebesar %. Hal ini berarti, persentase rata-rata butiran lolos saringan No. 200 kurang dari 5 %. Berdasarkan hasil analisa Cc dan Cu di atas, diperoleh Cc tidak memenuhi syarat 1<Cc<3. Demikian pula dengan nilai Cu tidak memenuhi syarat karena Cu < 6. Menurut AASHTO sedimen teluk kendari pada kedalaman 0.5 m termasuk dalam kategori pasir halus (A-3), dan menurut USCS termasuk dalam kategori pasir bergradasi buruk atau SP (sandy poorly-graded). Hasil pemeriksaan CBR/daya dukungdilaporkan bahwa materil sedimen teluk kendari belum memenuhi syarat sebagai timbunan pilihan badan jalan. Bila material memiliki daya dukung yang rendah atau kadar air yang tinggi, maka perlu dilakukan distabilisasi.stabilisasi material dilakukan dengan pemadatan untuk memperoleh nilai kepadatan (density) yang lebih besar, meningkatkan kuat geser, menurunkan angka permeabilitas, mempercepat konsolidasi. (Sutikno dan Yatmadi, 376

2 2010). Untuk memperbaiki sifat-sifat tanah dapat dilakukan dengan cara mencampur dengan jenis material lain seperti pasir atau lempung untuk memperoleh karakteristik material yang diharapkan. Menurut Ingels dan Metcalf (1972), sifat-sifat tanah yang diperbaiki dengan stabilisasi dapat meliputi : kestabilan volume, kekuatan/daya dukung, permeabilitas, dan kekekalan/keawetan. Dalam penelitian ini, dilakukan dilakukan dengan cara pencampuiran denagn material lain dan pemadatan untuk memperbaiki sifat fisik dan teknis tanah. Sifat fisik antara lain mengenai ukuran butiran, bentuk, batas-batas konsistensi,dan permeabilitas (permeability) Sedangkan sifat-sifat teknis antara lain terdiri dari regangan tegangan, konsolidasi, dan pemadatan Ukuran butiran Ukuran butiran tanah tergantung pada diameter partikel tanah yang membentuk massa tanah itu. Pemeriksaan ukuran butiran di Laboratorium dilakukan dengan dua cara yaitu sieve analysis. Sieve analysis dilakukan untuk tanah yang berbutir kasar yaitu tertahan saringan No. 200 (diameter lebih besar dari 0,06 mm). Dari hasil penggambaran kurva yang diperoleh, gradasi ukuran butiran tanah dapat digolongkan sebagai gradasi baik, seragam atau buruk sesuai gambar 1. Persen Lolos (%) Gradasi Baik Gradasi Buruk Gradasi Seragam Ukuran Butiran (mm) Gambar 1. Analisis distribusi ukuran butiran (Das, 2010) Atterberg Limit Suatu hal yang penting pada tanah berbutir halus adalah sifat plastisitasnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah. Istilah plastisitas menggambarkan kemampuan tanah dalam menyesuaikan perubahan bentuk pada volume yang konstan tanpa retak-retak atau remuk. Gambar 2. Variasi volume dan kadar air pada kondisi batas cair, batas plastis dan batas susut (Hardiyatmo, 2012) Gambar 2 menunjukkan hubungan variasi kadar air dan volume total tanah pada kedudukan batas cair, batas plastis, dan batas susut. Batas-batas Atterberg sangat berguna untuk identifikasi dan klasifikasi tanah. Indeks plastisitas (IP) merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisan tanah. Jika tanah mempunyai PI tinggi, maka tanah mengandung banyak butiran lempung. Jika PI rendah, seperti 377

3 lanau, sedikit pengurangan kadar air berakibat tanah menjadi kering. Batasan mengenai indeks plastisitas, sifat, macam tanah, dan kohesi diberikan oleh Atterberg terdapat dalam Tabel 2. Tabel 2. Nilai indeks plastisitas dan jenis tanah (Hardiyatmo, 2012) PI Sifat Jenis tanah Kohesi 0 Non plastis Pasir Non kohesif < 7 Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian 7-17 Plastisitas sedang Lempung berlanau Kohesif > 7 Plastisitas tinggi Lempung Kohesif Klasifikasi Tanah Klasifikasi tanah menggunakan indeks tipe pengujian yang sangat sederhana untuk memperoleh karakteristik tanah. Karakteristik tersebut digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasi. Umumnya, klasifikasi tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisis saringan (dan uji sedimentasi) dan plastisitasnya. Terdapat dua sistem klasifikasi yang digunakan, yaitu Unified Soil Classification System (USCS) dan American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Kedua sistem ini menggunakan sifat-sifat indeks tanah yang sederhana seperti distribusi ukuran butiran, batas cair dan indeks plastisitas.klasifikasi metode USCS (Tabel 3) dilakukan dengan cara menentukan persentase butiran lolos saringan No. 200 dengan memperhatikan bentuk grafik distribusi butiran dengan menghitung C u(coefficient of uniformity) dan C c(coefficient gradation) yang memiliki persamaan sebagai berikut. C u= D60 D10 C c = (D30) (D60)(D10) (1) D 10 didefinisikan sebagai 10% dari berat butiran total berdiameter lebih kecil dari ukuran butiran tertentu. Sebagai contoh, D 10 = 0.45 mm, artinya 10% dari berat butiran total berdiameter kurang dari 0.45 mm. Ukuran-ukuran yang lain seperti D 30, D 60, didefinisikan seperti cara yang sama. Dimana, nilai D 10, D 30, dan D 60, diketahui dari grafik hubungan antara persentase butiran lolos saringan (%) dengan ukuran butiran (mm). Tanah bergradasi baik apabila mempunyai koefisien gradasi 1<C c<3 dengan C u > 4 untuk kerikil, dan C u > 6 untuk pasir. Tanah disebut bergradasi sangat baik, bila C u > 15. Sistem klasifikasi AASHTO membagi tanah ke dalam 8 kelompok, A-1 sampai A-7 termasuk sub-sub kelompok tanah (Tabel 4), dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris dan batas-batas Atterberg. Indeks kelompok (group index, GI) digunakan untuk mengevaluasi lebih lanjut tanah-tanah dalam kelompoknya. Indeks kelompok dihitungdengan persamaan: GI = (F-35) [ (LL-40)] (F-15) (PI-10) (3) Bila indeks kelompok (GI) semakin tinggi, maka tanah semakin berkurang ketepatan penggunaan. Tanah granuler diklasifikasikan ke dalam A-1 sampai A-3. Tanah A-1 merupakan tanah granuler bergradasi baik, sedang A-3 termasuk tanah granuler (kurang dari 35 % lolos saringan No. 200), tapi masih mengandung lanau dan lempung. Tanah berbutir halus diklasifikasikan dari A-4 sampai A-7, yaitu tanah lempung-lanau Pemadatan (Compaction ) Tingkat kepadatan tanah diukur dari nilai berat volume keringnya (γ d). Kadar air saat berat volume kering mencapai maksimum (γ dmak) disebut kadar air optimum (w opt) seperti pada gambar 3 berikut. Pada kadar air lebih besar dari kadar air optimum, kenaikan kadar air justru mengurangi berat volume keringnya. Hal ini karena, air mengisi rongga pori yang sebelumnya diisi oleh butiran padat. Metode uji pemadatan yang dilaksanakan di laboratorium menggunakan lima variasi kadar air masing-masing untuk pemadatan standard dan modifikasi. Pemadatan standar dilaksanakan dengan penumbuk yang beratnya 2,5Kg dengan tinggi jatuh 30,5 cm yang dipadatkan dalam tiga lapisan dan ditumbuk 25 kali tiap lapisan. Pemadatan modifikasi menggunakan penumbuk dengan berat 4,54Kg dengan tinggi jatuh 45,72 cm yang dipadatkan dalam lima lapisan dan ditumbuk 25 kali tiap lapisan. (2) 378

4 Tabel 3. Sistem klasifikasi tanah Unified(Hardiyatmo, 2012)

5 Tabel 4. Sistem klasifikasi AASHTO (Hardiyatmo, 2012) Catatan: Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergantung pada batas plastisnya (PL) Untuk PL > 30, klasifikasinya A-7-5 Untuk PL < 30, klasifikasinya A-7-6 Np = Nonplastis

6 Gambar 3. Prinsip-prinsip pemadatan (Johnson dan Sallberg, 1960 dalam Hardiyatmo, 2012) California Bearing Ratio Sampel dipadatkan dengan kadar air optimum masing-masing dari metode pemadatan standard dan modifikasi. Harga CBR merupakan ukuran daya dukung tanah yang dipadatkan dengan daya pemadatan tertentu dan kadar air tertentu dibandingkan dengan beban standar pada batu pecah. Nilai CBR ditentukan terhadap sampel yang dipadatkan dengan 25 dan 56 tumbukan per lapisan pada kondisi terendam (soaked). Dengan demikian besaran CBR adalah persentase atau perbandingan antara daya dukung tanah yang diteliti dibandingkan dengan daya dukung batu pecah standar pada nilai penetrasi yang sama (0,1 inch dan 0,2 inch). 1.3 Metodologi Penelitian Persiapan material sedimen dilaksanakan di Teluk Kendari, sedangkan untuk sampel pasir di Nambo. Lokasi pengujian material dilaksanakan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik UHO. Pengambilan sampel dilakukan pada tiga titik di teluk Kendari, menggunakan alat gali seperti cangkul, sekop, dan alat bantu lainnya. Masing-masing Sampel tanah digali kemudian dimasukkan ke dalam wadah secara terpisah. Bahan stabilisasai diambil di satu titik yaitu di kali Nambo,selengkapnya metode penelitian disajikan dalam gambar 4 berikut. STUDI AWAL PENGUMPULAN DATA ANALISIS HASIL Pustaka Penelitian terdahulu Persiapan bahan dan alat Uji awal sampel Mix design (campuran 10, 20 & 30% Pasir) Data Sekunder o Spesifikasi timbunan Data Primer o Konsistensi tanah o Distribusi ukuran butiran o Klasifikasi tanah o Pemadatan tanah o CBR Pengaruh Penambahan pasir terhadap : Gradasi Butiran Kepadatan sampel Nilai CBR& Kelayakan material Klasifikasi tanah setelah perbaikan Daya dukung tanah (CBR) Kwalifikasi tanah Gambar 4. Bagan alir penelitian 381

7 2. PEMBAHASAN Hasil pengujian analisa saringan ditunjukkan Tabel 5 dan Gambar 5 sampai Gambar 7. Berdasarkan data yang diperoleh dalam penelitian ini, diperoleh persentase rata-rata butiran lolos saringan No. 200 adalah sebesar 2.240%. Hal ini berarti, persentase rata-rata butiran lolos saringan No. 200 kurang dari 5%. Untuk menghitung C u dan C c diawali dengan membuat grafik hubungan antara % lolos dan ukuran butiran. Hasil perhitungan C u dan C c dapat dilihat pada tabel 5 berikut.berdasarkan data persentase rata-rata butiran lolos saringan yang diperoleh dalam penelitian ini, maka diperoleh gambar grafik distribusi butir seperti berikut ini. Berdasarkan kurva gradasi dalam klasifikasi tanah terlihat bahwa tidak ada pengaruh secara signifikan terhadap perubahan gradasi Material sedimen Teluk kendari setelah proses stabilisasi dengan pasir Nambo. Hal ini menunjukkan bahwa material pasir nambo dominan mengandung pasir kasar kerikil, sehingga diperlukan penambahan material yang lebih halus. Tabel 5.Data persentase butiran lolos Diameter butiran (mm) Butiran lolos rata-rata (%) % Pencampuran dengan pasir Nambo Butiran lolos rata-rata (%) Butiran lolos rata-rata (%) 10% 20% 30 % 19 (aringan no 3/4) 100,00 100,00 100,00 9,5 (saringan no 3/8) 99,52 96,34 97,04 4,75 ( saringan no 4) 96,96 91,32 89, (saringan no 8) 91,53 84,11 78, (saringan no 16) 91,10 83,66 77, (saringan no 50) 86,38 78,39 73, (saringan no 100) 7,92 1,80 4, (saringan no200) 1,55 1,53 1, (PAN) 1,10 0,51 0,91 Gambar 5. Grafik distribusi butir campuran 10% pasir 382

8 Gambar 6. Grafik distribusi butir Gambar 7. Grafik distribusi butir Tabel 6. Hasil perhitungan nilai C u dan C c Pencampuran Pasir Diameter butiran pada % Lolos Cu Cc D10 D30 D60 10% 20% 10 % 0,155 0,18 0,22 1,419 0, % 0,16 0,19 0,23 1,438 0, % 0,16 0,19 0,239 1,419 0,944 Berdasarkan hasil analisa C c dan C u di atas, nilai C c tidak memenuhi syarat 1<C c<3. Demikian pula dengan nilai C u tidak memenuhi syarat karenac u< 6. Klasifikasi tanah dengan sistem Unified, diketahui sedimen teluk kendari setelah Proses stabilisasi masih dalam kategori kelompok pasir bergradasi buruk. Sistem Unified pasir disimbolkan dengan S dan gradasi buruk disimbolkan dengan P, sehingga material dikategorikan dalam kelompok SP (Sand Poorly-graded). Dalam sistem klasifikasi AASHTO material granuler terbagi ke dalam beberapa kelompok. Material granuler dalam sistem klasifikasi AASHTO dibagi menjadi A-1, A-2, dan A-3. Jika persentase butiran lolos saringan no

9 lebih kecil dari 10 % atau sama dengan 10 %, maka klasifikasikan tanah ke dalam kelompok A-3. Untuk kelompok A-1 terbagi lagi menjadi A-1-a dan A-1-b. Jika persentase butiran lolos saringan no. 200 lebih kecil dari 15 % atau sama dengan 15 %, maka tanah termasuk kelompok A-1-a. Jika persentase butiran lolos saringan no. 200 lebih kecil dari 25 % atau sama dengan 25 %, maka tanah termasuk kelompok A-1-b. Untuk kelompok A-2 terbagi lagi menjadi A-2-4, A-2-5, A-2-6, dan A-2-7. persentase butiran lolos saringan No. 200 untuk kelompok A-2 adalah lebih kecil dari 35 % atau sama dengan 35 %. Untuk membedakan apakah termasuk A-2-4, A-2-5, A-2-6, atau A-2-7 dapat diketahui berdasarkan nilai batas cair dan indeks plastisitas tanah.berdasarkan data distribusi butiran seperti pada Tabel 5 di atas, diketahui persentase butiran lolos rata-rata saringan No. 200 adalah sebesar 1,55%, 1,53% dan 1,59%. Hal ini berarti memenuhi syarat untuk kelompok A-3. Maka tanah ini diklasifikasikan ke dalam kelompok A-3 yang merupakan pasir halus. Berdasarkan hasil klasifikasi tanah baik menggunakan sistem AASHTO, maupun Unified, diperoleh bahwa sedimen teluk kendari diklasifikasikan sebagai pasir halus bergradasi buruk. Hasil pemeriksaan laboratorium setiap penambahan pasir 10% 20% dan 30% pada material sedimen teluk kendari diperoleh nilai CBR seperti pada tabel berikut. Tabel 7. Nilai CBR Pemadatan 25 Tumbukan 56 Tumbukan Pengujian Pencampuran Pasir Pencampuran Pasir CBR 10% 20% 30% 10% 20% 30% Standar Unsoaked (%) 33,33 31,33 42,57 42,22 40,00 46,67 Soaked (%) 7,11 7,02 8,67 10,00 13,28 16,11 Modifikasi Unsoaked (%) 51,67 48,33 53,33 66,67 69,33 61,11 Soaked (%) 10,02 10,44 12,00 21,11 14,00 23,00 Berdasarkan nilai CBR pada di atas, tampak perbedaan yang cukup signifikan antara nilai CBR tanah pada setiap variasi penambahan pasir.salah satu faktor yang mempengaruhi nilai CBR adalah proses pemadatan. Pemadatan dengan jumlah tumbukan yang berbeda akan menghasilkan nilai CBR yang berbeda pula. Energi atau usaha pemadatan bertambah, mengakibatkan peningkatan nilai CBR. Berdasarkan spesifikasi umum 2010 Rev. 2 yang diterbitkan oleh Direktorat Jenderal Bina Marga, Kementerian Pekerjaan Umum, sehubungan dengan kelayakan material bahan timbunan (Divisi 3, Seksi 3.2.). Dimana persyaratan bahan material untuk timbunan biasa yakni bahan timbunan tidak termasuk dalam kelopok tanah A-7-6 yang memiliki indeks plastisitas maksimal 11%, nilai CBR Soaked tidak kurang dari 6 %, dan tanah tidak mengandung material organik seperti jenis tanah OL, OH dan Pt. Berdasarkan ketentuan yang disyaratkan dalam spesifikasi, untuk material timbunan pilihan nilai CBR minimum10%. Sehingga pada kondisi soaked nilai CBR yang memenuhi spesifikasi hanya nilai CBR yang dipadatkan dengan 56 kali tumbukan. Sementara pada kondisi unsoaked semua nilai CBR memenuhi spesifikasi. Hal ini menunjukkan bahwa nilai CBR sedimen teluk kendari memenuhi spesifikasi sebagai material timbunan pilihan pada daerah dengan kadar air yang rendah atau pada dataran tinggi tetapi jika terpaksa digunakan pada daerah dengan kadar air yang besar, maka timbunan harus dipadatkan dengan cara pemadatan extra/modifikasi 3. KESIMPULAN DAN REKOMENDASI 3.1 Kesimpulan a. Berdasarkan grafik distribusi butiran, material sedimen Teluk Kendari setelah dilakukan stabilisasi dengan pasir Nambo 10%, 20% dan 30% menunjukkan bahwa material dalam kategori SP (sand poorly-graded). b. Berdasarkan spesifikasi Bina Marga Rev , setelah pencampuran pasir nambo dengan pemadatan standar maupun modifikasi memenuhi nilai CBR minimal yang disyaratkan yakni 6%, sehingga dapat digunakan sebagai material timbunan biasa. c. Material sedimen Teluk Kendari yang memenuhi persyaratan sebagai timbunan pilihan hanya dengan pemadatan modifikasi dengan nilai CBR minimal yakni 10%. 3.2 Rekomendasi a. Akibat keterbatasan dalam pengambilan sampel, dalam penelitian ini sampel tanah yang digunakan diambil pada kedalaman 0,5 m, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut sehubungan dengan nilai daya dukung material sedimen teluk Kendari. 384

10 b. Pada kondisi soaked, nilai kekuatan tanah dalam hal ini CBR tereduksi secara signifikan, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut sehubungan kadar air dengan nilai CBR apabila dilakukan perbaikan seperti stabilisasi dengan semen atau kapur. PUSTAKA Braja M. Das, 2010, Principles of Geotechnical Engineering, Cengage Learning, Stamford, USA. Guling Fransiska, 2015,Skripsi, Analisis Pemanfaatan Sedimen Teluk Kendari Sebagai Material Timbunan Perkerasan Jalan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo, Kendari. Hardiyatmo, Hary C., 2012, Mekanika Tanah 1, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Spesifikasi umum, 2010, Divisi 3, Pekerjaan Tanah, Kementrian Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga. Sutikno dan Yatmadi Denny 2010, Studi Stabilitas Tanah Ekspansif dengan Penambhan Pasir Untuk Tanah Dasar Kontruksi Jalan, Jurusan Teknik Sipil, Poloteknik Negeri Jakarta Kampus Baru UI, Depo. 385