STABILISASI TANAH LEMPUNG DENGAN CAMPURAN PASIR DAN SEMEN UNTUK LAPIS PONDASI JALAN RAYA. Anwar Muda

Transkripsi

1 STABILISASI TANAH LEMPUNG DENGAN CAMPURAN PASIR DAN SEMEN UNTUK LAPIS PONDASI JALAN RAYA Anwar Muda Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat ABSTRAK Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu untuk memperbaiki sifatsifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu. Sifat-sifat teknis tanah seperti daya dukung (CBR) dan kuat tekan bebas (UCS) tanah lempung umumnya rendah. Seperti tanah lempung Bukit Rawi, permasalahan rendahnya CBR dan UCS disebabkan dominan butiran halus sehingga mudah dipengaruhi air. Pada kadar air sedang bersifat plastis dan kadar air lebih tinggi bersifat lunak. Untuk itu, akan dicoba tanah ini distabilisasi dengan pasir dan semen dan diharapkan mampu memperbaiki dan memenuhi syarat teknis. Prosedur penelitian dibagi 3 tahap yaitu penelitian awal untuk menentukan apakah tanah Bukit Rawi termasuk tanah berbutir halus (lempung). Pengujian awal meliputi analisa saringan. Setelah diketahui tanah berbutir halus, maka dilakukan penelitian tahap kedua yaitu menambah campuran 12 % pasir. Kemudian tahap akhir yaitu menambah campuran semen 2, 4, 6, 8 dan 10% terhadap berat isi kering tanah pasir kemudian diuji CBR dan UCS. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa stabilisasi tanah lempung dengan campuran 12% pasir dan 2% semen nilai CBR sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan campuran 4% semen nilai CBR sebesar 33%. dan 6% semen didapatkan nilai CBR sebesar 37%. Kemudian, campuran 8% semen didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan 10% semen diperoleh nilai CBR sebesar 66%. Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit Rawi memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Jalan Raya karena nilai CBR 66%>CBR 20% (lapis pondasi bawah) dan nilai CBR 66%>CBR 60% (lapis pondasi atas). Kata Kunci : Stabilisasi, Tanah lempung, Pasir, Semen 20

2 PENDAHULUAN Latar Belakang Dalam pengertian yang luas, yang dimaksud stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah atau dapat pula, stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu. Sifat-sifat teknis tanah seperti daya dukung (CBR) maupun kuat tekan bebas (UCS) tanah lempung umumnya sangat rendah. Seperti halnya, tanah lempung Bukit Rawi memiliki daya dukung rendah dengan CBR hanya 3,20% (Nasrullah, 2010) Permasalahan rendahnya daya dukung (CBR) lempung Bukit Rawi disebabkan tanah ini didominasi butiran halus yaitu 79,80% lolos saringan No. 200 > 35% (AASHTO) dan 50% (USCS) sehingga mudah dipengaruhi oleh air kemudian mempunyai Indeks plastisitas (PI) 16,81% dengan penilaian umum sebagai tanah dasar sedang sampai buruk dan termasuk kelompok A-7-6 (AASHTO) dan lempung tak organik dalam kelompok CL-ML (USCS). Melihat berbagai permasalahan di atas, pada penelitian ini akan dilakukan peningkatan daya dukung distabilisasi semen dan pasir. Campuran pasir direncanakan 12, terhadap berat isi kering lempung. Kemudian, pembuatan campuran semen dengan lempung dan pasir yang sudah tercampur pada kondisi optimum. Campuran semen direncanakan 2, 4, 6, 8 dan 10% terhadap berat isi kering campuran lempung dan pasir. Penetapan nilai campuran semen didasarkan hasil penelitian Hatmoko (2000, 2007), bahwa semen optimum 2,5% - 15% menghasilkan nilai CBR yang cukup besar. Pada campuran tersebut dilakukan pengujian berat jenis, pemadatan standar, CBR rendaman dan dibandingkan dengan CBR lapis pondasi jalan raya Kajian Pustaka Yang Relevan Menurut Hardiyatmo (2010), bahwa kriteria kekuatan lapis perkerasan jalan pada stabilisasi tanah semen seperti pada Tabel 2.1 berikut : Tabel 2.1 Kriteria kekuatan stabilisasi tanah semen Sumber : Hardiyatmo (2010) Hatmoko, (2000), melakukan penelitian stabilisasi tanah lempung ekspansif dengan menggunakan stabilisator pasir dan semen. Dalam penelitiannya mengangkat permasalahan kinerja bahan tambah pasir dan semen terhadap sifat fisik tanah lempung ekspansif. Penambahan pasir dimaksudkan untuk menurunkan indeks plastisitas tanah lempung. Pada penelitian ini, penambahan pasir 7,5% menunjukkan penurunan indeks plastisitas cukup besar. Kemudian pada komposisi campuran tersebut (kadar pasir 7,5%) dilakukan stabilisasi dengan semen berbagai prosentase. Pada penelitian ini, 21

3 digunakan prosentase semen 0, 2,5, 7,5, 10, 12,5 dan 15%. Hasil pengujian menunjukkan, kepadatan maksimal dan kadar air optimum di capai pada kadar semen 7,5%. Peningkatan nilai CBR dan penurunan nilai pengembangan terlihat cukup besar pada masa perendaman 14 hari. Kuat tekan bebas akan naik dengan naiknya kadar semen pada tanah tersebut. Moerdika (2002) dalam tesisnya berjudul Stabilisasi Tanah Laterit dari Lampung Untuk Digunakan Sebagai Bahan Lapis Pondasi Perkerasan Jalan menyatakan, menurut AASHTO dan USCS, tanah laterit dari Lampung diklasifikasikan sebagai A-7-5 dan CH. Nilai CBR rendaman 4 hari adalah 1,4%, UCS adalah 0,889 kg/cm 2, batas cair 63%, batas plastis 30,02% dan Indeks Plastisitas 32,98%. Kajian dilakukan pada lima kombinasi campuran tanah semen dengan kadar stabilisator 2, 4, 6, 8, dan 10% berat serta lima variasi waktu pemeraman yaitu 0, 7, 14, 21 dan 28 hari. Sifat kekuatan tanah semen dari uji UCS dan CBR memperlihatkan kenaikan yang berarti seiring dinaikkannya kadar semen. Pada stabilisasi semen, pemberian semen dengan kadar semen 6% memberikan lapis pondasi bawah yang memenuhi spesifikasi, dimana di dapat nilai UCS 7 hari pemeraman 14,396 kg/cm 2 (> 6 kg/cm 2 ) dan nilai CBR 3 hari pemeraman 4 hari perendaman 43,77% (>20%). Pemberian semen dengan kadar 10% memberikan lapis pondasi yang memenuhi spesifikasi, dimana didapat nilai UCS 7 hari pemeraman 22,107 kg/cm 2 (> 22 kg/cm 2 ) tetapi tidak memenuhi spesifikasi nilai CBR 3 hari pemeraman 4 hari perendaman 55,98% (< 80%). Suardi (2005), melakukan penelitian Kajian Kuat Tekan Bebas Tanah Lempung yang Distabilisasi dengan Aditive Semen dan Kapur, menyatakan, bahwa hasil uji mineral dan kimia tanah banyak mengandung mineral halloysite (41,94%) dan senyawa kimia SiO2 (55,3%) dan nilai aktivitas (A)=0,64, maka tanah lempung mempunyai tingkat swelling yang sangat rendah. Dari hasil platisitas, sifat plastisitas tanah menurun dengan diberikan bahan aditive semen, di mana PI tanah asli 29,62%, bila di campur dengan 15% semen PI menjadi 17,46%. Pengujian kuat tekan bebas, penggunaan semen untuk menstabilisasi tanah akan meningkatkan nilai qu seiring meningkatnya kadar semen yaitu masa perawatan 0 hari nilai qu tanah asli 1,504 kg/ cm 2, setelah distabilisasi dengan semen 15% nilau qu menjadi 1,93%. Kenaikan kekuatan akan meningkat tajam pada masa perawatan 7 hari nilau qu menjadi 3,88 kg/ cm 2, sedangkan masa perawatan 14 hari dengan kadar semen yang sama nilai qu menjadi 4,29 kg/cm 2. Arif (2006), melakukan penelitian Stabilisasi Tanah Liat Lunak dengan Garam dan Portland Cement (PC), menyatakan, praktis untuk tanah liat lunak asli tak dapat dilakukan karena benda uji tak bisa dibuat. Namun dengan penambahan garam dan semen kondisi tanah menjadi lebih baik sehingga benda uji bisa di buat. 22

4 Hasil pengujian menunjukkan pengaruh kadar garam terhadap nilai UCS masingmasing untuk curing 7, 14 dan 28 hari untuk kadar semen 16% pada curing 7 hari, UCS meningkat dengan naiknya kadar garam, tapi untuk curing 14 dan 28 hari justru menurun. Untuk kadar PC 13% nilai UCS berkurang dengan bertambahnya kadar garam pada curing 7, 14 dan 28 hari, disini jelas kuatnya pengaruh curing terhadap hubungan antara UCS dan kadar garam. Pengukuran CBR soaked dan unsoaked ditetapkan pada masing-masing penetrasi 0,1 dan 0,2. CBR soaked memberikan hasil lebih baik dibanding nilai CBR unsoaked. Ini disebabkan distribusi garam lebih merata akibat proses soaking. Peningkatan CBR terbasar terjadi pada komposisi 2% dan 16% PC, baik untuk CBR penetrasi 0,1 maupun penetrasi 0,2, nilai CBR penetrasi 0,1 lebih besar dari CBR penetrasi 0,2, mengindikasikan bahwa semakin jauh dari permukaan ketahanan terhadap penetrasi semakin kecil. Yuniarti dkk (2008), melakukan penelitian dengan judul Perbandingan Nilai Daya Dukung Tanah Dasar Badan Jalan yang Distabilisasi Semen dan Abu Sekam Padi. Hasil pengujian kondisi tanah asli adalah kadar air awal sebesar 49,87% dan berat jenis 2,70%. Kemudian Indeks Plastisitas 84,10% lebih besar dari 17%, maka tanah memiliki plastisitas tinggi. Stabilisasi semen dan abu sekam padi telah menurunkan nilai Indeks Plastisitas (PI) tanah dari 84,10% menjadi 59,41% dan 50,18%. Penurunan nilai PI dapat mengurangi potensi pengembangan dan penyusutan tanah. Kemudian, dari pengujian pemadatan standar proctor diperoleh berat isi kering maksimum 1,165 gr/cm 3 menjadi 1,282 gr/cm 3 dan 1,232 gr/cm 3. Berdasarkan hasil pengujian nilai daya dukung tanah campuran tanah dengan semen diperoleh 20,83% (bawah) dan 21,83% (atas). Stabilisasi tanah dengan abu sekam padi menghasilkan nilai CBR rendaman 15,29% (atas) dan 17,83% (bawah). Dengan demikian, semakin tinggi daya dukung tanah dalam menahan beban. METODE PENELITIAN Penelitian dillakukan di laboratorium Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah Palangkaraya Jl. RTA Milono Km 1,5 Palangka Raya. Metode penelitian ini mengacu pada diagram alir seperti pada Gambar 4.2 berikut: Gambar 4.2 Diagram Alir Penelitian 23

5 Nilai CBR (%) HASIL DAN PEMBAHASAN a. Karakteristik tanah asli Adapun karakteristik tanah asli Bukit Rawi dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1 Karakteristik tanah asli Bukit Rawi dan semen dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.1. Tabel 4.2 Karakteristik tanah lempung setelah distabilisasi dengan campuran pasir dan semen Berdasarkan Tabel 4.1 di atas, menurut AASHTO (dalam Hardiyatmo, 2006) bahwa tanah ini termasuk klasifikasi lanau-lempung. Ini terlihat dari lolos saringan No. 200 lebih besar 35%, Dari uji berat jenis (Gs) didapat 2,645, ini menunjukkan bahwa tanah ini termasuk lempung organik karena Gs hasil uji 2,645 berada pada interval 2,58 2,65 (Hardiyatmo, 2006). Sedangkan dari kepadatan tanah diperoleh 1,415 gr/cm 3 pada kadar optimum 26,60%. Parameter kepadatan ini untuk membuat sampel untuk pengujian California Bearing Ratio (CBR). Kemudian pada uji CBR diperoleh 3,30%. Menurut Bina Marga (dalam Hardiyatmo, 2010), bahwa tanah ini termasuk CBR buruk untuk lapisan tanah dasar (subgrade). b. Karakteristik tanah asli setelah distabilisasi dengan campuran pasir dan semen Adapun karakteristik tanah Bukit Rawi setelah distabilisasi dengan campuran pasir Grafik CBR Pasir 12% Campuran Semen (%) Gambar 4.1 Grafik CBR campuran pasir dan semen Pada Tabel 4.2 atau Gambar 4.1 terlihat bahwa nilai CBR naik seiring bertambahnya campuran pasir dan semen. Kemudian pada saat stabilisasi tanah lempung dengan campuran 12% pasir dan 2% semen nilai CBR sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan campuran 4% semen nilai CBR sebesar 33%. dan 6% semen didapatkan nilai CBR sebesar 37%. Kemudian, campuran 8% semen didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan 10% semen diperoleh nilai CBR sebesar 66%. Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit Rawi memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Jalan Raya karena nilai CBR 66% > CBR 20% 24

6 (lapis pondasi bawah) dan nilai CBR 66% > CBR 60% (lapis pondasi atas). Naiknya nilai CBR ini disebabkan bahwa penambahan semen menjadi media perekat bila bereaksi dengan air. Media perekat ini kemudian memadat dan membentuk massa yang keras sehingga lebih kuat menahan beban. Ini terbukti dari hasil penelitian Moerdika (2002) dan Yuniarti (2008) bahwa penambahan semen pada tanah lempung mampu meningkatkan nilai CBR. KESIMPULAN Berdasarakan hasil penelitian didapatkan sebagai berikut : 1. Stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi dengan campuran pasir 12% dan semen 2%, nilai CBR sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan campuran semen 4%, nilai CBR sebesar 33%. dan semen 6% didapatkan nilai CBR sebesar 37%. Kemudian, campuran semen 8%, didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan semen 10%, diperoleh nilai CBR sebesar 66%. 2. Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit Rawi dengan semen memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Bawah Jalan Raya karena nilai CBR 66% > CBR 20% (lapis pondasi bawah) dan tidak memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Atas Jalan Raya, karena nilai CBR 66% < CBR 80% (lapis pondasi atas). SARAN Berdasarkan hasil penelitian, maka disarankan sebagai berikut : 1. Stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi dengan pasir 12% dan semen 10%, belum memenuhi syarat CBR Lapis Pondasi Atas Jalan Raya, sehingga perlu penelitian lanjutan dengan menambah prosentasi pasir, 16, 20 dan 24 %, diharapkan dapat memenuhi syarat CBR minimal 80% untuk Lapis Pondasi Atas Jalan Raya 2. Penelitian ini hanya sebatas nilai daya dukung dengan nilai CBR Lapis Perkerasan Jalan Raya, untuk itu perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan melakukan uji terhadap kuat tekan bebas (UCS) tanah lempung dengan campuran yang sama yaitu pasir dan semen. DAFTAR PUSTAKA Bowles, J.E, 1993, Sifat-sifat fisik dan Geoteknis Tanah, Erlangga, Jakarta Craig, R.F, Mekanika Tanah, Erlangga, Jakarta Das, B.M, 1993, Mekanika Tanah (Prinsipprinsip Rekayasa Geoteknis), Erlangga, Jakarta Hardiyatmo, H.C (2006), Mekanika Tanah 1, Edisi Keempat, Gajah Mada University Press, Yogyakarta Hatmoko, (2000), Stabilisasi Tanah Lempung ekspansif dengan Menggunakan Stabilisator Pasir dan Semen (Jurnal Tenik Sipil, Volume 8, No.1, 2007) Universitas Atma Jaya, Jogjakarta Ingles, O.G, dan Metcalf, J.B, (1972), Soil stabilization Principle and Practice, 25

7 Butterworths Pty. Limited, Melbourne. Moerdika, O.V, (2002), Stabilisasi Tanah Laterit dari Lampung Untuk Digunakan Sebagai Bahan Lapis Pondasi Perkerasan, Institut Teknologi Bandung. Punmia, B.C (1973), Soil Mechanics and Foundation, Laxmi Publication (P), Ltd, New Delhi. Soedarmo, G.D dan Purnomo, J.D (1997), Mekanika Tanah 1, Kanisius, Jogjakarta Sujianto,A.T (2007), Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif Dengan Garam Dapur (NaCl) (Jurnal Teknik Sipil Volume 8, No.1, 2007) Sukirman, S (1999), Perkerasan Lentur Jalan Raya, Nova, Bandung Qunik W, 2006, Pengaruh Kadar Kapur, Waktu Perawatan dan Perendaman Terhadap Kuat Dukung Tanah Lempung, Dinamika Teknik Sipil, Volume 8, No.1, 2006, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta Wesley, L.D, (1977), Mekanika Tanah, Cetakan ke VI, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta. 26

8