PENGARUH PENAMBAHAN PASIR DAN SEMEN PADA STABILISASI TANAH LEMPUNG BUKIT RAWI Anwar Muda Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat ABSTRAK Tanah lempung pada umumnya memiliki daya dukung rendah. Seperti tanah lempung Bukit Rawi memiliki nilai CBR 3.20%. sehingga mudah dipengaruhi air dan tidak memenuhi syarat teknis CBR perkerasan jalan raya. Untuk itu, pada penelitian ini dilakukan penambahan pasir dan semen dan diharapkan dapat meningkatkan nilai CBR. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan pasir dan semen pada stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi untuk perkerasan jalan raya. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa setelah dilakukan penambahan pasir sebesar 12% dengan semen 2%, nilai CBR naik menjadi 5.80% dari kondisi tanah asli 3.80%. Kemudian, penambahan semen 4%, nilai CBR juga mengalami kenaikan sebesar 38%. Kemudian, pada penambahan semen sebesar 6%, nilai CBR mengalami kenaikan hingga 48% dan penambahan semen sebesar 8%, nilai CBR naik menjadi 56% serta penambahan semen 10%, nilai CBR mengalami kenaikan hingga 62%. Sehingga, dengan pengaruh penambahan pasir sebesar 12% dan semen optimum 4% memenuhi syarat teknis lapis pondasi bawah (LPB) jalan raya karena nilai CBR hasil 38% > 20%. Sedangkan penambahan semen 10%, belum memenuhi syarat teknis lapis pondasi atas (LPA) karena nilai CBR hasil 62% < 80%. Kata kunci : pengaruh, pasir, semen, stabilisasi, tanah lempung 8
PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan rendahnya daya dukung (CBR) tanah lempung Bukit Rawi disebabkan tanah ini termasuk kelompok tanah butiran halus. Kerena setiap tanah berbutir halus mudah dipengaruhi oleh air, sehingga perilaku tanah dapat berubah-ubah. Pada saat kering tanah ini keras dan pada saat basah akan lengket dan lunak. Hal ini yang menyebabkan rendahnya daya dukung tanah tersebut. Dari penelitian terdahulu yang pernah dilakukan Anwar Muda (2011), bahwa tanah ini lolos saringan no. 200 sebesar 71.42% >50% dan nilai CBR sebesar 3.30%. Ini menunjukkan, bahwa tanah lempung Bukit Rawi memiliki daya dukung yang sangat rendah. Melihat permasalahan di atas, pada penelitian ini akan dilakukan peningkatan daya dukung tanah ini dengan melakukan penambahan pasir dan semen. Penambahan pasir direncanakan sebesar 12%, terhadap berat isi kering tanah lempung. Kemudian, dilanjutkan dengan penambahan semen sebesar 2, 4, 6, 8 dan 10% terhadap berat isi kering tanah lempung dan pasir. Pada akhir penelitian dilanjutkan uji CBR dan dibandingkan dengan CBR lapis pondasi jalan raya. Kajian Pustaka Yang Relevan Hatmoko, (2000), melakukan penelitian stabilisasi tanah lempung ekspansif dengan menggunakan stabilisator pasir dan semen. Penelitian ini 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, 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 9
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. Hasil pengujian menunjukkan pengaruh kadar garam terhadap nilai UCS masing-masing 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 10
CBR rendaman 15,29% (atas) dan 17,83% (bawah). Dengan demikian, semakin tinggi daya dukung tanah dalam menahan beban Anwar Muda (2011), melakukan penelitian tesis dengan judul Stabilisasi Tanah Lempung Bukit Rawi Menggunakan Pasir dan Semen. Penelitian dilatarbelakangi dengan mengangkat permasalahan rendahnya daya dukung tanah. Dari uji analisa saringan, bahwa tanah ini lolos saringan no. 200 sebesar 71.42% > 50%, sehingga tanah ini termasuk kelompok tanah berbutir halus. Kemudian dari uji daya dukung tanah, bahwa tanah ini memiliki nilai CBR sebesar 3.80%, sehingga tanah ini memiliki daya dukung sangat buruk untuk perkerasan jalan raya. Setelah dilakukan stabilisasi dengan pasir 12% dan semen 2%, nilai CBR naik sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan semen 4%, nilai CBR juga naik sebesar 33%. dan semen 6% didapatkan nilai CBR terus naik hingga sebesar 37%. Kemudian, campuran semen 8%, didapatkan nilai CBR naik hingga sebesar 52% dan semen 10%, diperoleh nilai CBR naik sebesar 66%. Sehingga, stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi dengan campuran pasir 12% dan semen 4% memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Bawah Jalan Raya karena nilai CBR 33% > 20%. Sedangkan, campuran semen sebesar 10% belum memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Atas Jalan Raya, karena nilai CBR 66% < CBR 80%. 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 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 Berdasarkan Tabel 4.1 di atas, menurut AASHTO (dalam Hardiyatmo, 2006) bahwa 11
CBR (%) tanah ini termasuk klasifikasi lanau-lempung. Ini terlihat dari lolos saringan No. 200 lebih besar 35%, Dari uji berat jenis (Gs) didapat 2,582, 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 3,80%. Menurut Bina Marga (dalam Hardiyatmo, 2010), bahwa tanah ini termasuk CBR buruk untuk lapisan tanah dasar (subgrade). b. Karakteristik tanah asli setelah penambahan pasir dan semen Adapun karakteristik tanah asli Bukit Rawi setelah penambahan pasir 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 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kadar Semen dan CBR 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 5.80%. Kemudian, stabilisasi dengan campuran 4% semen nilai CBR sebesar 38%. dan 6% semen didapatkan nilai CBR sebesar 48%. Kemudian, campuran 8% semen didapatkan nilai CBR sebesar 56% dan 10% semen diperoleh nilai CBR sebesar 62%. 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). 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. DAFTAR PUSTAKA Bowles, J.E, 1993, Sifat-sifat fisik dan Geoteknis Tanah, Erlangga, Jakarta Grafik Hubungan Kadar Semen dan CBR 70 60 50 40 30 Pasir 12% 20 10 0 0 2 4 6 8 10 Kadar Semen (%) 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 12
Tenik Sipil, Volume 8, No.1, 2007) Universitas Atma Jaya, Jogjakarta Ingles, O.G, dan Metcalf, J.B, (1972), Soil stabilization Principle and Practice, 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. 13