BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Berdasarkan pegujian yang telah dilakukan terhadap tanah yang berasal dari proyek jalan tambang di Berau Kalimantan Timur,maka pada kesempatan ini penulis akan memaparkan hasil penelitian yang bertujuan untuk mengetahui sifatsifat fisis tanah dan sifat mekanis tanah yang telah di uji. 4.1 Hasil Pengujian Tanah Asli yang Telah dilaksanakan Sebelumnya Tanah asli yang berasal dari Berau Kalimantan Timur tersebut,dilihat berdasarkan pengamatan secara visual berwarna coklat muda keabuan,dengan tekstur kasar. Untuk pengujian tanah asli telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya Hidayatullah S (2013). Dimana terdapat beberapa pengujian yang telah dilakukan yaitu : 1. Indeks Propertis : a) Analisa gradasi b) Kadar air c) Berat jenis d) Batas-batas konsistensi : batas cair batas plastis batas susut IV - 1
2. Engineering Properties : a) CBR soaked b) Swelling Test Di bawah ini merupakan tabel hasil pengujian yang telah dilakukan oleh Hidayatullah S, (2013) : Tabel 4.1 Resume Indeks Propertis Tanah Asli Berat jenis 2,6 gr/cm3 Batas cair 42,31 (%) Batas plastis 21,74 (%) Batas susut 14,55 (%) Indeks plastisitas 20,57 (%) Compaction -Kadar air optimum -Kepadatan kering 15,50% 1,8 gr/cm 3 CBR Soaked 1,21% Swelling Test 0,12% 4.2 Pengujian Sifat - sifat Tanah Yang Distabilisasi dengan Semen Pada pengujian kali ini tanah yang diuji adalah tanah yang telah dicampur dengan semen 3%, 5%, 7%, 9%, 11% dari berat tanah. Pada proses stabilisasi ini dilakukan pemeraman selama 7 hari dikarenakan adanya proses kimia yang terjadi. Adapun hasil pengujian stabilisasi ini dibagi dua kelompok yaitu pengujian indeks propertis yang berupa pengujian berat jenis tanah, pengujian batas batas atterberg dan pengujian engineering properties yang berupa menentukan CBR soaked dan swelling test. Adapun hasil dari pengujian pada tanah tersebut adalah sebagai berikut : IV - 2
4.2.1 Pengujian Indeks Propertis Pada Tanah Yang Telah Distabilisasi Pada pengujian ini, tanah yang diuji adalah tanah yang telah dicampur dengan semen dengan kadar semen 3%,5%,7%,9% dan 11% dari berat tanah. Pada proses stabilisasi ini dilakukan pemeraman selama 7hari dikarenakan adanya proses kimia yang terjadi antara tanah dengan semen yang telah dicampur dengan air. Adapun hasil dari pengujian indeks propertis pada tanah yang telah distabilisasi tersebut adalah sebagai berikut: 4.2.1.1 Pengujian Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) Maksud pengujian berat jenis adalah untuk mengetahui berat jenis suatu tanah yang lolos saringan no.40 dengan piknometer. Berat jenis tanah merupakan nilai perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air destilasi diudara dengan volume yang sama dan pada temperatur tertentu. Pengolahan data secara lengkap dapat dilihat dalam lampiran. Dari hasil pengujian tanah yang telah distabilisasi dengan semen dapat dilihat pada Tabel 4.2 Tabel 4.2 Berat Jenis Tanah + Semen Presentase Semen Pemeraman (hari) Berat Jenis (gr/cm 3 ) 3% 7 2,51 5% 7 2,37 7% 7 2,35 9% 7 2,24 11% 7 2,21 IV - 3
Dari hasil pengujian berat jenis tanah + semen yang dapat dilihat pada Tabel 4.3, menunjukan bahwa terjadi penurunan berat jenis tanah yang lebih kecil di bandingkan dengan berat jenis tanah asli yaitu 2,6 gr/cm 3. Penurunan berat jenis tersebut disebabkan karena terjadi proses sementasi pada tanah dan semen sehingga menyebabkan terjadinya penggumpalan yang membuat partikel tanah dan semen merakat. Rongga rongga pori yang telah ada, sebagian akan dikelilingi bahan sementasi yang lebih keras dan lebih sulit ditembus air. Rongga pori yang terisolasi oleh lapisan sementasi kedap air akan terukur sebagai volume butiran dan selanjutnya akan menurunkan berat jenis tanahnya. Untuk lebih jelas seberapa besar penurunan yang terjadi bisa kita lihat pada gambar 4.1 Gambar 4.1 Kurva Berat Jenis Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari IV - 4
4.2.1.1 Pengujian Batas Batas Konsistensi (Atterberg Limit) Pengujian batas batas konsistensi terdiri dari pengujian batas cair, batas plastis, dan batas susut. Pada penelitian ini pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai LL, PL dan PI pada bagian tanah yang berbutir halus setelah tanah dicampurkan pada kadar semen 3 %, 5 %, 7 % 9 % dan 11 %. Berikut ini adalah hasil dari pengujian batas batas konsistensi setelah distabilisasi dengan semen. Kadar Semen Tabel 4.3 Pengujian Atterberg Limit Pemeraman Nilai Batas Konsistensi LL PL SL PI (%) (%) (%) (%) 3% 7 36,1 17,02 29,73 19,08 5% 7 32 16,14 24,85 15,86 7% 7 30,2 15,59 21,2 14,61 9% 7 28,1 15,29 31,91 12,81 11% 7 27,4 14,72 29,01 12,68 Dari Hasil uji batas batas konsistensi seperti yang ditunjukan pada Tabel 4.3, terjadi penurunan batas cair sebesar 27,4 %, dan terjadi penurunan batas plastis sebesar 14,7%, serta kenaikan pada batas susut sebesar 31,91%. Agar lebih jelasnya dapat di lihat pada Gambar 4.2 untuk batas cair, Gambar 4.3 untuk batas plastis, dan Gambar 4.4 untuk batas susut serta Gambar 4.5 untuk indeks plastisitas. IV - 5
Gambar 4.2 Kurva Batas Cair Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari Pengujian batas cair dilakukan untuk mengatahui kadar air batas dimana suatu tanah berubah dari keadaan cair menjadi keadaan plastis. Dari Gambar 4.2 di atas dapat kita lihat bahwa terjadi penurunan batas cair pada tanah campuran semen 11% menjadi 27,4 % pada pemeraman 7 hari. Penurunan pada batas cair ini diakibatkan karena berkurangnya daya tarik pada partikel tanah sehingga menurunkan kohesi tanah. Penurunan kohesi ini menyebabkan mudah melepasnya partikel tanah dari ikatannya. Gambar 4.3 Kurva Batas Plastis Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari IV - 6
Pengujian batas plastis dilakukan untuk kadar air minimum yang dikandung tanah tersebut dimana tanah masih dalam kondisi plastis atau peralihan keadaan plastis ke keadaan semi padat. Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa terjadi penurunan pada batas plastis tanah tersebut sebesar 14,7%. Gambar 4.4 Kurva Batas Susut Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari Pada pengujian batas susut terjadi peningkatan batas susut pada campuran semen 9% dengan pemeraman 7 hari menjadi 31,91%. Kenaikan batas susut ini bisa mengindikasikan derajat ekspansifitas tanah semakin berkurang, seperti yang dikemukakan oleh Altemeyer,(1995) bahwa semakin besar nilai batas susut, maka semakin kecil derajat ekspansifitasnya. IV - 7
Gambar 4.5 Kurva Plastisitas Indeks Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari Indeks plastisitas (PI) adalah batas cair dikurangi batas plastis (PI = LL PL). Rumus tersebut memperlihatkan bahwa nilai PI sangat tergantung oleh nilai batas cair dan batas plastis. Penambahan persentase semen dapat menurunkan batas cair dan menaikan batas plastis, maka indeks plastisitasnya akan menurun. Penurunan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.5.Nilai indeks plastisitas sangat menentukan klasifikasi potensi pengembangan tanah.semakin besar nilai indeks plastisitas campuran tanah dan semen, semakin besar pula kemungkinan pengembangan tanah tersebut.semakin menurun nilai indeks plastisitas campuran tanah dan semen, kemungkinan pengembangan pun semakin berkurang. Pada gambar tersebut dapat kita lihat terjadi penurunan indeks plastisitas (PI) pada campuran semen 11 % dengan pemeraman 7 hari nilai PI yang dihasilkan menjadi 12,7 %. IV - 8
Tabel 4.4 Karakteristik Tanah Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari. Uraian Tanah Asli Prosentase Kadar Semen 3% 5% 7% 9% 11% Berat jenis (gr/cm 3 ) 2,6 2,51 2,37 2,35 2,24 2,21 Batas cair (%) 42,31 36,10 32,00 30,20 28,10 27,40 Batas plastis (%) 21,74 17,02 16,14 15,59 15,29 14,72 Batas susut (%) 14,55 29,73 24,85 21,20 31,91 29,01 indeks plastisitas (ip) (%) 20,57 19,08 15,86 14,61 12,81 12,68 Dari tabel 4.4 terlihat bahwa berat jenis menurun dengan semakin meningkatnya prosentase dari 2,6 gr/cm 3 menjadi 2,21 gr/cm 3, batas cair cenderung menurun dengan semakin meningkatnya prosentase campuran semen dari 42,31% menjadi 27,40%. Batas plastis cenderung menurun dengan semakin meningkatnya prosentase campuran semen dari 21,74% menjadi 14,72%,batas susut cenderung meningkat dengan semakin meningkatnya prosentase campuran semen dari 14,55% menjadi 31,91%. Sedangkan Indeks plastisitas cenderung menurun dengan semakin meningkatnya prosentase campuran semen dari 20,57% menjadi 12,68%. Hasil ini menunjukkan bahwa semen sangat berpengaruh dalam proses stabilisasi pada tanah asli. 4.2.2 Pengujian CBR Soaked dan Swelling Test Sebelum dilakukan pengujian CBR soaked, tanah yang telah dipadatkan pada kadar air optimum yang diperoleh dari pengujian pemadatan standart direndam selama 4 hari di dalam bejana berisi air dan dibebani dengan beban IV - 9
seberat 4.5 kg. Setiap 24 jam, tanah diukur pengembangannya dengan dial penetrasi. Nilai swelling tiap 24 jam dapat dilihat pada lampiran. Pengujian CBR soaked dilakukan dengan pencampuran kadar semen sebanyak 3%,5%,7%,9%,11% dari berat tanah tersebut. Berikut hasil dari pengujian CBR soaked dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4.5 Pengujian CBR Soaked dan Swelling Test Kadar Semen (%) Pemeraman (hari) CBR Soaked (%) Swelling Test (%) 3 7 8,15 0,06 5 7 9,34 0,05 7 7 10,08 0,04 9 7 15,41 0,03 11 7 7,66 0,02 Gambar 4.6 Kurva Swelling Test Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari. IV - 10
Potensi pengembangan tanah dipengaruhi oleh indeks plastisitas dan kandungan fraksi lempung (< 2 μm).semakin besar nilai indeks plastisitas dan persentase fraksi lempung, makin besar pula potensi pengembangannya. Dari Tabel 4.4 dan Gambar 4.6 menunjukan bahwa penambahan semen mengakibatkan nilai kemungkinan pengembangan campuran tanah semakin berkurang. Gambar 4.7 Kurva CBR Soaked Test Berdasarkan Prosentase Semen Dalam Pemeraman 7 Hari. Pada gambar grafik di atas, dapat kita lihat nilai CBR maksimum dengan masa pemeraman 7 hari dengan perendaman 4 hari terjadi setelah penambahan semen 9 % sebesar 15,41 %dari grafik CBR. Pada penelitian ini telah dilakukan percobaan pengaruh campuran tanah asli dengan semen pada prosentase 3%, 5%, 7%, 9%, dan 11%, dari hasil percobaan pengujian terlihat perubahan, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 4.5 sebagai berikut : IV - 11
Tabel 4.6 Hasil Identifikasi Tanah Asli Berdasarkan Prosentase Semen dalam Pemeraman 7 hari Uraian Tanah Asli Prosentase Kadar Semen 3% 5% 7% 9% 11% Berat jenis (gr/cm 3 ) 2,6 2,51 2,37 2,35 2,24 2,21 Batas cair (%) 42,31 36,10 32,00 30,20 28,10 27,40 Batas plastis (%) 21,74 17,02 16,14 15,59 15,29 14,72 Batas susut (%) 14,55 29,73 24,85 21,20 31,91 29,01 Indeks plastisitas (IP) 20,57 19,08 15,86 14,61 12,81 12,68 Kepadatan kering (gr/cm3) 1,8 1,46 1,42 1,41 1,48 1,45 CBR soaked (%) 1,21 8,15 9,34 10,08 15,41 7,66 Swelling test (%) 0,12 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 Dari tabel 4.6 dapat dilihat bahwa nilai batas batas konsistensi (LL, PL, PI), berat jenis, dan Swelling test nilainya menurun,ini artinya adanya pengaruh terhadap penambahan semen. Dengan menurunnya hasil pengujian tersebut berarti adanya peningkatan terhadap tanah yang distabilisasi sekaligus potensi pengembangan semakin berkurang. Sedangkan untuk nilai CBR soaked yang sebelumnya 1,21% mengalami kenaikan yang cukup tinggi pada campuran semen 9% menjadi 15,41%. Hasil dari pengujian tanah yang distabilisasi dengan semen memperlihatkan bahwa tanah tersebut mengalami perubahan yang signifikan karena mengurangi derajat ekspansif tanah yang di uji menjadi kedalam kategori rendah (tidak kritis). IV - 12
4.3 Perbandingan Hasil Penelitian Stabilisasi Tanah Dengan Pencampuran Tanah Asli Yang Sama Pada sub bab ini dapat kita lihat perbandingan hasil penelitian yang dilakukan oleh penulis dengan peneliti sebelumnya : Tabel 4.7 Resume Hasil Pengujian Tanah yang Distabilisasi dengan Semen Uraian Tanah Asli prosentase kadar semen 3% 5% 7% 9% 11% Berat jenis gr/cm3) 2,6 2,51 2,37 2,35 2,24 2,21 Batas cair (%) 42,31 36,10 32,00 30,20 28,10 27,40 Batas plastis (%) 21,74 17,02 16,14 15,59 15,29 14,72 Batas susut (%) 14,55 29,73 24,85 21,20 31,91 29,01 Indeks Plastisitas (IP) 20,57 19,08 15,86 14,61 12,81 12,68 Kepadatan kering (gr/cm3) 1,8 1,46 1,42 1,41 1,48 1,45 CBR soaked (%) 1,21 8,15 9,34 10,08 15,41 7,66 Swelling test (%) 0,12 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Tanah yang Distabilisasi dengan Kapur Uraian Tanah Asli Prosentase Kadar Semen 3% 5% 7% 9% 11% Berat jenis gr/cm3) 2,6 2,53 2,5 2,44 2,35 2,18 Batas cair (%) 42,31 35,28 34,3 32,71 30,76 28,85 Batas plastis (%) 21,74 21,14 20,18 19,51 18,92 18,46 Batas susut (%) 14,55 40,72 44,11 40,14 37,73 35,20 Indeks Plastisitas (IP) 20,57 14,14 14,12 13,20 11,84 10,39 Kepadatan kering (gr/cm3) 1,8 1,66 1,73 1,60 1,50 1,48 CBR soaked (%) 1,21 6,92 14,2 11,11 7,49 6,75 Swelling test (%) 0,12 0,09 0,08 0,07 0,06 0,04 Sumber : (Hidayatullah S, 2013) IV - 13
Untuk grafik perbandingan hasil stabilisasi dari tanah yang berasal dari lokasi jalan tambang di Berau Kalimantan Timur diambil perbandingan dari hasil pengujian CBR soaked antara tanah yang distabilisasi dengan semen dan tanah yang distabilisasi dengan kapur. Adapun grafiknya bisa dilihat sebagai berikut : Gambar 4.8 Kurva perbandingan CBR soaked Test Berdasarkan Prosentase Semen dan kapur Dalam Pemeraman 7 Hari. Berdasarkan Tabel 4.7 dapat dilihat bahwa pada kadar semen 9% didapat nilai CBR optimum dan nilai swelling test yang lebih kecil dibanding tanah asli, sedangkan pada kadar semen 3%, 5%, 7% dan 11% nilai swelling test memang mengalami penurunan akan tetapi nilai CBR justru mengalami penurunan pada rentang prosentase 11%. Dengan demikian bisa disimpulkan bahwa pada penelitian tersebut didapat kadar semen optimum adalah 9%, sementara pada kadar semen 11%tanah justru mengalami penurunan nilai CBR, sehingga tidak baik digunakan untuk subgrade jalan. Sedangkan untuk pengujian swelling test mengalami penurunan seiring dengan penambahan semen. IV - 14
Untuk Tabel 4.8 dari hasil penelitian yang dilakukan oleh peneliti Hidayatullah S (2013) dengan menggunakan campuran kapur, nilai CBR optimum didapat pada penambahan semen 5 % dengan masa pemeraman 7 hari. Sedangkan untuk prosentase 7%, 9% dan 11% CBR mengalami penurunan yang signifikan. IV - 15