PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH GEDE BAGE BANDUNG DENGAN ENZIM DARI MOLASE TERFERMENTASI

Transkripsi

1 PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH GEDE BAGE BANDUNG DENGAN ENZIM DARI MOLASE TERFERMENTASI Oleh : Mulyadi Yuswandono *) Yusmiati Kusuma *) ABSTRAK Daya dukung tanah dalam suatu konstruksi jalan merupakan salah satu faktor yang sangat penting. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan daya dukung tanah dasar (subgrade) yaitu dengan melakukan stabilisasi tanah, salah satunya adalah dengan menggunakan enzim dari molase terfermenasi. Enzim ini adalah salah satu bahan tambah cair temuan baru yang dapat digunakan sebagai bahan tambah untuk stabilisasi tanah. Pengujian dilakukan dengan sampel tanah yang diambil dari daerah Gedebage-Bandung. Kadar enzim yang dipakai adalah 3% dan 6%. Hasilnya diperoleh bahwa enzim sebagai bahan stabilisasi tanah dasar ternyata dapat meningkatkan nilai daya dukung tanah, dari variasi campuran yang ada yang paling baik untuk jenis tanah yang diuji adalah dengan kadar Enzim sebanyak 3% dan lama pemeraman 28 hari. Kata Kunci : daya dukung, enzim, stabilisasi Pendahuluan Tanah merupakan salah satu material konstruksi yang paling umum dan paling murah untuk digunakan. Namun pada setiap lokasi konstruksi tidak selalu terdapat tanah yang memenuhi persyaratan teknis sebagai subgrade jalan, dimana nilai CBR yang diizinkan adalah minimal 3 %. Bila mengganti tanah tersebut dengan tanah yang lebih baik dari tempat lain, akan menimbulkan resiko biaya dan waktu yang tidak menguntungkan. Menurut The Asphalt Institute-USA, tanah lempung atau lanau organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi nilai kekuatannya untuk penggunaan sebagai tanah dasar sangat buruk karena memiliki nilai kompresibilitas dan ekspansifitasnya besar. Oleh karena itu cara dan usaha senantiasa dilakukan untuk memperbaiki tanah tersebut agar memenuhi syarat teknis dan ekonomis. Salah satu upaya untuk memperbaiki atau meningkatkan sifat tanah adalah dengan stabilisasi tanah. Teknologi stabilisasi yang sudah dikembangkan sampai saat ini adalah Stabilisasi Mekanis dan Stabilisasi Kimia. Penggunaan bahan tambah enzim merupakan suatu metode perbaikan tanah agar terjadi peningkatan kekuatan daya dukung dan perubahan sifat fisik tanah sehingga

2 karakteristik teknisnya memenuhi persyaratan sebagai bahan konstuksi dengan biaya yang lebih murah. Studi Pustaka Daya Dukung Tanah Dasar Nilai daya dukung tanah dasar (DDT) dapat diperoleh dari nilai CBR, menurut persyaratan, nilai CBR subgrade minimum 3 %. Apabila CBR lapisan subgrade kurang dari 3 %, maka diperlukan usaha untuk memperbaiki kualitas tanah tersebut agar nilai CBRnya meningkat, yaitu dengan mengganti lapisan tanah dasar dengan tanah baru yang nilai CBRnya memenuhi syarat atau dengan cara menstabilkannya. CBR (California Bearing Ratio) adalah nilai yang menunjukkan kekerasan tanah, semakin tinggi nilai CBRnya semakin tnggi pula kekuatan dan daya dukung tanah. Usaha peningkatan nilai daya dukung tanah dasar dicapai melalui proses stabilisasi tanah. Apabila tanah dasar memiliki nilai CBR yang tinggi, maka pada perencanaan tebal lapisan perkerasan penggunaan lapisan pondasi bawah dapat dioptimalisasi dengan pengurangan tebalnya, bahkan bila peningkatan CBR sampai mencapai nilai 30% 70%, tanah tersebut dapat digunakan juga sebagai sub base. Stabilisasi Tanah dengan Enzim Enzim ini terbentuk dari pemanfaatan molase sebagai substrat dengan bantuan mikroorganisme Saccharomyces Cereviseae. Enzim yang merupakan salah satu produk dari proses fermentasi dapat digunakan untuk stabilisasi tanah. Hal ini dilakukan untuk mengurangi biaya dan kemudahan dalam penerapannya. Enzim bekerja mengeraskan tanah dengan membantu membentuk ikatan antara organik dan anorganik yang ada di dalam tanah sehingga mengeras seperti semen. Enzim tersebut diserap oleh pori-pori tanah dan dilepaskan ketika bertukar dengan kation yang berasal dari logam. Enzim dapat juga diserap oleh koloid-koloid untuk ditransportasikan melalui media elektrolit tanah dan membantu bakteri tanah untuk melepaskan ion-ion hydrogen yang menghasilkan gradient ph pada permukaan dari partikel-partikel tanah yang membantu pelepasan struktur dari tanah tersebut. Ketika ditambahkan pada tanah, enzim meningkatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik, sehingga daya dukung tanah meningkat. Enzim memberikan bahan bahan pada tanah untuk menjadi lebih mudah basah dan lebih padat. Selain itu, enzim meningkatkan ikatan kimia yang membantu menggabungkan partikel tanah secara bersama-sama, dan menciptakan suatu struktur yang lebih permanen serta lebih tahan terhadap kerusakan karena hujan. Metodologi Pengujian dimulai dengan menguji sifat-sifat fisik tanah seperti : kadar air, analisa ukuran butir, atterberg limit dan berat jenis untuk kemudian dilanjutkan dengan pengklasifikasian tanah berdasakan metoda AASHTO dan USCS. Uji kompaksi dan CBR dengan bahan penstabil juga perlu dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik tanah.

3 Selanjutnya hasil pengujian sifat mekanis antara tanah yang belum diberi bahan penstabil dengan tanah yang telah diberi bahan penstabil dibandingkan untuk mengetahui sejauh mana terjadi peningkatan CBR sehingga bias didapatkan tanah dengan daya dukung yang lebih baik dari sebelumnya. Analisa dan Pembahasan Terdapat dua jenis pengujian yang dilakukan untuk lapisan tanah dasar (subgrade) yang memiliki daya dukung tanah rendah, yaitu pengujian sifat fisik dan mekanik tanah. Pengujian sifat fisik bertujuan untuk menentukan klasifikasi dari tanah yang diuji, dimana pengujiannya meliputi : 1. Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity) Pengujian berat jenis mengacu pada ASTM D Hasil pengujian menunjukan bahwa berat jenis (G s ) dari tanah dasar di Gede Bage Bandung adalah 2,63 yang artinya mengandung mineral Chlorite dengan nilai berat jenis (G s ) antara 2,6 sampai dengan 2,9. 2. Pengujian Batas-batas Atterberg Pengujian dilakukan sesuai dengan ASTM D Dari pengujian batas-batas atterberg, didapatkan hasil sebagai berikut: Batas cair (liquid limit) Kadar air didapat dari pengujian pada ketukan 9, 18, 24, dan 42. Nilai batas cair dari pengujian sebesar 63,78 %. Batas plastis (plasticity limit) Nilai batas plastis dari pengujian sebesar 37,31 %. Indeks plastisitas PI = LL PL = 63,78 37,31 = 26,47 % 3. Pengujian Analisa Ukuran Butir Pengujian dilakukan sesuai dengan ASTM D 422. Berdasarkan pengujian analisa ukuran butir dengan metoda analisa ayakan dan analisa hidrometer didapat persentase tanah yang lolos ayakan No.200 adalah 67,27 %. Dari kurva distribusi ukuran butir didapat persentase sebagai berikut : Kerikil = 6,69 % Pasir = 25,63 % Lanau = 36,88 % Lempung = 30,80 % Pengujian sifat mekanik bertujuan untuk menentukan daya dukung tanah yang diuji, dimana pengujiannya meliputi : 1. Pengujian Kompaksi Dari pengujian didapatkan harga berat isi kering maksimum γ d max sebesar 1,36 gr/cm 3, dan kadar air optimum (W opt = OMC) sebesar 32.3 %, dengan penambahan variasi kadar air 9, 12, 15, 18, dan 21%. Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar Pengujian CBR CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap beban standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama. Pengujian dilakukan dengan standar acuan ASTM D (dengan rendaman/soaked dan tanpa rendaman/unsoaked). Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 1.

4 Jumlah Tumbukan Tabel 1. Hasi Pengujian CBR Tanah Asli CBR (%) Unsoaked (% OMC) Soaked (% OMC) x 10,3 5,1 0,9 0,5 2,7 0,9 25 x 11,2 6,2 1,9 0,7 3,3 1,5 56 x 28,3 8,4 2,1 1,2 4,5 1,9 1.6 Grafik w (%) vs g d 1.5 g zav gd (gr/cm 3 ) gd w (% ) Gambar 1. Grafik Hasil Pemadatan Tabel 2 Hasil Pengujian CBR Design Tanah Asli Kadar Air CBR Design ( % ) ( % OMC ) Unsoaked Soaked , ,9 3, ,2 0,85 Tabel 3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli qu (kg/cm²) Jumlah Tumbukan % OMC x 0,189 1,257 0, x 0,234 1,305 0, x 0,315 1,413 0,500

5 Nilai CBR design didapat pada 95% dari berat isi kering maksimum hasil pemadatan, sehingga didapat nilai CBR design seperti pada Tabel Pengujian Kuat tekan Bebas Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui nilai kuat tekan dari campuran tanah dan enzim setelah dilakukan beberapa tahapan pemeraman dan perendaman dalam air. Pengujian dilakukan dengan standar acuan ASTM D Hasil dari pengujian kuat tekan bebas tanah asli dapat dilihat pada Tabel 3. Sedangkan hasil pengujian kuat tekan bebas anah stabilisasi seperti pada Tabel 4. Nilai kuat tekan bebas terbesar untuk kadar enzim 3 %, didapat pada waktu pemeraman 28 hari untuk semua variasi kadar OMC. Begitu juga untuk kadar enzym 6% didapat pada waktu pemeraman 28 hari, untuk semua variasi kadar OMC. Nilai kuat tekan terbesar untuk masa pemeraman 0, 7, 14, dan 28 hari didapat pada penambahan enzim 3%. 4. Pengujian Stabilisasi Sampel yang dibutuhkan dalam pengujian stabilisasi adalah sekitar 81 buah sampel dengan variasi prosentase penambahan Enzim 0, 3 dan 6% dan variasi OMC 75, 100, dan 125%, waktu pemeraman 0, 7, 14, dan 28 hari dengan masing-masing 4 hari perendaman. a) Pengujian CBR Kondisi Unsoaked Data dan hasil pengujian CBR stabilisasi dan CBR design pada kondisi unsoaked seperti pada Tabel 5 dan 6. Nilai CBR terbesar untuk 75 % kadar OMC, didapat pada kadar enzim 3 % dengan lama waktu pemeraman 28 hari. Begitu juga untuk kadar OMC 100 % dan kadar OMC 125 % nilai CBR terbesar di dapat pada waktu pemeraman 28 hari untuk kadar enzim 3%. Nilai CBR cenderung naik sesuai dengan masa pemeraman kecuali pada kadar enzim 6%. Nilai CBR terbesar untuk masa pemeraman 0 dan 7 hari didapat pada penambahan enzim 6 %, sedangkan untuk masa pemeraman 14 dan 28 hari didapat pada penambahan enzim 3 %. Nilai CBR terbesar untuk 3 % kadar enzim, didapat pada waktu pemeraman 28 hari untuk semua variasi kadar OMC. Sedangkan untuk 6 % kadar enzim didapat pada waktu pemeraman 14 hari, juga untuk semua variasi kadar OMC. Dengan demikian didapatkan bahwa nilai CBR akan meningkat pada masa pemeraman 28 hari.

6 Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Stabilisasi Kadar Kadar Jumlah Nilai qu (kg/cm²) Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari) (%) (%) , , , , , , , , , ,712 10,771 12, ,210 12,420 14, ,719 8,428 14,638 17, ,631 42,709 47,302 48, ,389 48,580 54,013 55, ,825 56,028 57,896 63, ,463 8,172 24,397 29, ,970 10,996 30,420 31, ,070 14,195 33,713 37, ,178 7,985 9,759 10, ,540 9,537 11,669 12, ,767 11,533 13,015 15, ,300 25,284 30,164 38, ,179 33,269 38,592 43, ,502 41,253 45,246 50, ,315 12,420 14,638 16, ,977 14,362 17,300 19, ,195 16,856 19,074 22,440 b) Pengujian CBR Kondisi Soaked hari untuk kadar enzim 3%. Nilai Data dan hasil pengujian CBR stabilisasi pada kondisi soaked dapat dilihat pada Tabel 7 dan 8. Nilai CBR terbesar untuk 75 % kadar OMC, didapat pada kadar enzim 3 % dengan lama waktu pemeraman 14 hari. Sedangkan untuk kadar OMC CBR cenderung naik sesuai dengan masa pemeraman. Nilai CBR terbesar untuk masa pemeraman 0 dan 7 hari didapat pada penambahan enzim 6 %, sedangkan untuk masa pemeraman 14 dan 28 hari didapat pada penambahan enzim 3 %. 100 dan 125 % nilai CBR terbesar didapat pada waktu pemeraman 28

7 Tabel 5. Hasil Pengujian CBR Stabilisasi Kondisi Unsoaked Kadar Kadar Jumlah Nilai CBR (%) Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari) (%) (%) , , , , , , , , , ,2 15,8 23,1 26, ,8 23,1 34,4 31, ,4 39,4 51,7 51,7 10 5,5 7,2 9,6 9, ,6 10,4 12,2 12, ,2 14,7 16,8 18,0 10 1,2 2,1 3,3 3, ,1 3,1 4,3 4,3 56 2,6 3,9 6,9 5, ,3 17,5 22,6 24, ,6 27,1 30,1 32, ,1 43,5 50,9 51,0 10 5,8 7,0 9,4 9, ,8 11,1 12,3 12, ,5 15,1 16,3 17,0 10 1,4 2,2 3,3 3, ,1 3,3 4,1 4,8 56 3,1 4,1 6,7 7,0 Nilai CBR terbesar untuk kadar enzim 3 %, didapat pada waktu pemeraman 28 hari untuk semua variasi kadar OMC. Begitu juga untuk kadar enzim 6 % didapat pada waktu pemeraman 28 hari, untuk semua variasi kadar OMC. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa nilai CBR akan meningkat pada masa pemeraman 28 hari. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian stabilisasi tanah di daerah Gede Bage Bandung dengan bahan tambah Enzim dari molase terfermentasi, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Pengujian CBR dapat dilihat pada Tabel Pengujian Kuat Tekan Bebas dapat dilihat pada Tabel 10.

8 Tabel 6. Hasil Pengujian CBR Design Stabilisasi Kondisi Unsoaked Kadar Multi Enzym Kadar OMC Nilai CBR Design (%) Waktu Peram (Hari) (%) (%) , , , ,5 28,0 35,0 36, ,5 14,0 15,2 17, ,1 3,2 4,8 5, ,8 31,0 36,0 33, ,0 15,0 15,5 14, ,6 3,8 4,5 4,9 Tabel 7. Hasil Pengujian CBR Stabilisasi Kondisi Soaked Kadar Kadar Jumlah Nilai CBR (%) Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari) (%) (%) , , , , , , , , , ,6 0,7 0,7 0, ,4 1,4 1,2 1,4 56 2,9 2,9 3,1 3,3 10 1,9 2,4 3,3 3, ,7 3,1 4,5 4,8 56 4,1 5,3 6,3 6,7 10 1,0 1,9 2,8 2, ,7 2,7 3,9 3,9 56 2,2 3,8 5,5 5,3 10 0,6 0,7 0,7 0, ,9 1,5 1,1 1,4 56 3,1 3,1 2,7 3,3 10 2,2 2,4 3,1 3, ,9 4,1 4,6 4,8 56 4,8 5,0 6,0 6,3 10 1,3 1,9 2,4 2, ,9 3,0 3,6 3,9 56 2,6 4,3 5,1 5,7

9 Tabel 8. Hasil Pengujian CBR Design Stabilisasi Kondisi Soaked Kadar Multi Kadar OMC Nilai CBR Design (%) Enzym Waktu Peram (Hari) (%) (%) , , , ,60 1,80 1,90 1, ,80 4,00 5,40 5, ,80 2,90 4,00 4, ,95 2,10 2,20 2, ,20 4,80 5,20 5, ,20 3,30 3,80 4,00 Multi Enzym 0 % 3 % 6 % Tabel 9. Hasil Pengujian CBR dan Peningkatannya Kadar Air Tanah Asli Tanah di Stabilisasi % Peningkatan OMC % Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked 75 24,23 12,0 0, ,30 6,9 3, ,38 1,2 0, ,23 12,0 0,59 36,5 1,90 204,17 222, ,30 6,9 3,70 17,0 5,90 146,38 59, ,38 1,2 0,85 5,3 4,80 341,67 464, ,23 12,0 0,59 33,0 2,10 175,00 255, ,30 6,9 3,70 14,0 5,30 102,90 43, ,38 1,2 0,85 4,9 4,00 250,00 370,59 Tabel 10. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas dan Peningkatannya Multi Enzym Kadar Air OMC % Tanah Asli Tanah di Stabilisasi Peningkatan ( % ) 75 24,23 0, % 3 % 6 % ,30 1, ,38 0, ,23 0,315 17, , ,30 1,413 63, , ,38 0,500 37, , ,23 0,315 15, , ,30 1,413 50, , ,38 0,500 22, ,00

10 Enzim ini cukup bisa meningkatkan kekuatan tanah, tetapi akan memerlukan waktu yang sangat lama untuk meningkatkan parameter tanah yaitu sekitar 28 hari. Selain itu enzim tersebut juga kurang dapat merubah sifat tanah yang rentan terhadap kehadiran air, sehingga disarankan untuk melakukan pengujian lebih lanjut dengan kadar enzim yang lebih bervariasi, misalnya 1, 2, 4 atau 5 %. Pengujian juga perlu dilakukan pada tanah yang telah diuji, apakah terjadi perubahan kimia pada tanah atau tidak. Perlunya dibuat larutan yang lain agar tanah bisa cepat digunakan tanpa menunggu cukup lama. Enzim dapat juga digunakan bersamaan dengan bahan tambah lain yang berfungsi untuk mempercepat pengikatan tanah sehingga dapat langsung digunakan dalam waktu kurang dari 3 hari. Daftar Pustaka Bobi, Firman, Pemanfaatan Molase yang telah di fermentasi sebagai soil stabilizer, Bandung : Politeknik Negeri Bandung, Das, Braja M, Mekanika Tanah Jilid 1, Erlangga, Jakarta, Hendarsin, Shirley.L, Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negeri Bandung, Hendri, dkk. Hand Out Praktikum Uji Tanah, Politeknik Negeri Bandung, 2005 Irham, Ekaputra. Peningkatan Daya Dukung Tanah Gedebage-Bandung dengan Menggunakan Renolith, Politeknik Negeri Bandung, Melissa, Rizky. Stabilisasi Tanah Kota Baru Parahyangan dengan Menggunakan Bahan Tambah Semen dan Kapur. Politeknik Negeri Bandung, x.com. *) Staf Pengajar Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Sipil