STUDI PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG DENGAN MENGGUNAKAN SEMEN

Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, 26-27 Oktober 2017 STUDI PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG DENGAN MENGGUNAKAN SEMEN Parea Russan Ranggan 1, Hendrianto Masiku 2, Marthen Luther Paembonan 3, Israel Padang 4, dan Yudistira Upa 5 1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja usd_blessing@yahoo.com 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email: henriantomasiku@yahoo.com 3 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email: mlpaembonan@yahoo.com 4 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email: padangisrael@yahoo.com 5 MahasiswaJurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email: Yudistiraupa@yahoo.com ABSTRAK Tanah merupakan aspek penting dalam pekerjaan konstruksi Teknik sipil sebab hampir seluruh konstruksi Teknik sipil meletakkan struktur pekerjaan di atas tanah. Tanah dasar merupakan bagian terpenting dari konstruksi sebab berfungsi untuk mendukung beban lapis pekerjaan. Tanah mempunyai sifat fisik yang berbeda-beda, tergantung dari jenis dan struktur tanah. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh penambahan semen pada stabilisasi tanah lempung untuk daya dukung tanah serta sebagai perbandingan nilai CBR antara tanah lempung tanpa penambahan semen dengan tanah yang distabilisasi dengan menggunakan semen. Dalam penelitian ini tanah lempung yang dipergunakan berasal dari Dusun Bonoran, Kel. Panta nakan lolo, Kec. Kete Kesu. Penelitian ini dilakukan pada sampel tanah lempung dan tanah yang diberikan tambahan stabilisasi kimiawi berupa penambahan semen Portland dengan berbagi variasi campuran. Pengujian dilakukan di Laboratorium Dinas Pekerjaan Umum, Makale, Tana Toraja. Penelitian tanah yang dilakukan di laboratorium meliputi penelitian Sifat Fisik tanah yaitu batas-batas Atterberg dan sifat mekanik tanah yaitu Pemadatan dan California Bearing Ratio (CBR). Hasil penelitian menunjukkan Nilai CBR pada pengujian tanah asli adalah 36%, untuk nilai CBR tanah dengan campuran semen 10% dengan nilai CBR 40%, dan untuk campuran semen 12% dengan nilai CBR 48%, sedangkan untuk penambahan semen 15% didapatkan nilai CBR sebesar 60% dimana dapat disimpulkan bahwa nilai CBR tanah yang dicampurkan dengan semen dapat meningkatkan nilai CBR tanah lempung, serta mempengaruhi daya dukung tanah lempung. Kata Kunci : Tanah Lempung, Semen Portland, CBR, Daya dukung tanah 1. PENDAHULUAN Tanah merupakan aspek penting dalam pekerjaan konstruksi Teknik sipil sebab hampir seluruh konstruksi teknik sipil meletakkan struktur pekerjaan di atas tanah. Tanah berasal dari pelapukan batuan yang menjadi butiran yang terjadi secara fisik maupun kimia dengan atau tanpa kandungan organik. Sifat fisik tanah dipengaruhi oleh sifat batuan induk yang merupakan material asalnya. Berdasarkan latar belakang diatas maka dalam penelitian ini dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimanakah pengaruh penambahan Semen pada daya dukung tanah lempung untuk nilai CBR? 2. Apakah nilai california bearing ratio (CBR) tanah lempung dapat dinaikkan setelah dilakukan stabilisasi tanah menggunakan semen? Tujuan penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui pengaruh penambahan semen pada Stabilisasi tanah lempung untuk nilai CBR. 2. Mengetahui nilai California Bearing Ratio (CBR) untuk tanah lempung setelah dilakukan stabilisasi dengan semen. GEO - 55

Sifat-sifat fisik tanah Sifat-sifat fisik tanah merupakan prosedur-prosedur umum yang digunakan untuk membeda-bedakan berbagai keadaan yang dimiliki suatu jenis tanah tertentu. Sifat-sifat fisik tanah yang ada antara lain : Porositas (Porosity) (1) dengan N : porositas, V v : Volume rongga (cm 3 ), V : Volume total (cm 3 ) Angka pori (Void Ratio) dengan E: angka pori, V v : volume rongga (cm3), Vs : volume butiran (cm 3 ) a. Batas-batas atterberg (Atterberg Limit) Atterberg adalah seorang peneliti tanah berkembangsaan swedia yang telah menemukan batas-batas atterberg pada tahun 1911. Atterberg mengusulkan ada lima keadaan konsistensi tanah. Batas-batas konsistensi tanah ini didasarkan pada kadar, yaitu batas c (liquid limit), batas plastis (plastis limit ), batas susut (shrinkage limit), batas lengket (sticky limit) dan batas kohesi (cohesion limit). Tetapi pada umumnya batas lengket dan batas kohesi tidak digunakan. (2) 1. Batas c (Liquid limit) dengan LL: Batas c, Wn: kadar pada tumbukan ke-n, N : jumlah tumbukan 2. Batas plastis (Plastic Limit) Batas plastis dapat didefinisikan sebagai kadar pada tanah dimana pada batas bawah daerah plastis atau kadar minimum. 3. Indeks plastisitas (Plasticity Index) IP = LL PL (4) dengan LL : Batas C, PL: Batas Plastis 4. Kadar (5) dengan Wc: Kadar, W1: Tinbox Kosong, W2: Tinbox + Tanah basah, W3: tinbox + tanah 5. jenis (Specific Gravity) (6) dengan γ s : Volume Padat (gr/cm 3 ), γ w: Volume Air (gr/cm 3 ), G s: Jenis Tanah 6. Pemadatan tanah (Compaction) Pada pengujian pemadatan di laboratorium alat pemadatan berupa silinder mould dengan volume 9,34 x 10-4 m 3, dan penumbuk dengan 2,5 Kg dengan tinggi jatuh 30,5 cm. pada pengujian Compaction tanah dipadatkan dalam 3 lapisan (Standar Protocol) dan 5 lapisan (modified Protocol) dengan pukulan sebanyak 25 kali pukulan. Pengujianpengujian tersebut dilakukan dengan pemadatan sampel tanah basah (pada kadar terkontrol) dalam suatu cetakan dengan jumlah lapisan tertentu. Setiap lapisan yang dipadatkan dengan sejumlah tumbukan yang ditentukan dengan penumbuk dengan massa dan tinggi jatuh tertentu. Standar AASHTO hendaknya digunakan sebagai acuan rincian pengujian tersebut. Kadar yang memberikan unit yang maksimum disebut kadar optimum. Usaha pemadatan diukur dari segi energi tiap satuan volume dari tanah yang telah dipadatkan. Pengujian California Bearing Ratio (CBR) Gambar 1. Batas-batas atterberg California Bearing Ratio (CBR) adalah percobaan daya dukung tanah yang dikembangkan oleh California state Haighway Department. Ada dua macam pengukuran CBR : 1. Nilai CBR untuk tekanan penetrasi pada 0,254 cm (0,1 ) terhadap penetrasi standar besarnya 70,37 kg/cm 2 (1000 psi) nilai CBR = (PI/70,37) x 100% (PI dalam kg/cm 2 (3) GEO - 56

2. Nilai CBR untuk tekanan penetrasi pada 0,508 cm (0,2 ) terhadap penetrasi standar yang besarnya 105,56 kg/cm 2 (1500 psi) nilai CBR = (PI/105,56) x 100 % (PI dalam kg/cm 2 ). Dari kedua hitungan tersebut digunakan nilai terbesar. Dimana nilai CBR dapat di rumuskan sebagai berikut : (7) Kekuatan tanah diuji dengan uji CBR. Nilai kekuatan tanah tersebut digunakan sebagai acuan perlu tidaknya stabilisasi setelah dibandingkan dengan yang disyaratkan dalam spesifikasinya. 2. METODOLOGI PENELITIAN Dalam penelitian lokasi pengambilan sampel tanah dari Dusun Bonoran, kel. Panta nakan Lolo, Kec. Kete Kesu. Penelitian ini dilakukan pada sampel tanah lempung (tanah asli) dan pada tanah lempung yang di berikan tambahan stabilisasi kimiawi berupa penambahan semen Portland dengan berbagai variasi campuran. Pengujian dilakukan di Laboratorium Dinas Pekerjaan Umum, Makale, Tana Toraja. 3. HASIL PENELITIAN Hasil penelitian batas c kode cawan Cawan Tabel 1. Pengujian Kadar cawan+tanah cawan+tanah basah jumlah putaran kadar F1 15.8 75.7 50.7 20 71.63 F2 16.6 77.7 48.9 15 87.61 Ivc 16.5 75.3 56.1 25 48.88 Pengujian Tanah Dengan tambahan semen Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara tanah asli yang tanpa menggunakan tambahan semen dengan tanah yang ditambahkan semen denganvariasi campuran 10%, 12% dan 15%. Pengujian Batas c Tanah dengan campuran Semen Tabel 2. Hasil Pengujian Batas C Pada Tanah dengan campuran semen 10% kode cawan Cawan jumlah cawan+tanah cawan+tanah putaran basah kadar F1 15.8 53.6 39.7 28 62.3 Z4 16.4 60.7 40.3 10 85.35 W3 16.5 65.5 51.7 37 39.20 kode cawan Tabel 3. Hasil Pengujian Batas C tanah dengan campuran 12% semen jumlah Cawan cawan+tanah cawan+tanah putaran basah kadar F1 15.8 60.2 49.4 25 32.14 Z4 16.4 64.3 49.3 12 45.6 W3 16.5 65.5 51.7 24 39.2 Tabel 4. Hasil Pengujian Batas c tanah untuk campuran semen 15% kode jumlah Cawan cawan+tanah cawan+tanah kadar cawan putaran basah Z4 16.4 77.7 57.7 23 48 IVc 16.6 67.8 50.1 20 52.8 F2 16.5 70.7 50.7 17 58.4 GEO - 57

Pengujian batas plastis Berdasarkan pengujian Batas plastis yang di lakukan di laboratorium Dinas Pekerjaan Umum didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 5. Hasil Pengujian Batas Plastis Hasil pengujian indeks plastis Cawan F1 Ivc cawan kosong 15,8 16,5 cawan + Tanah basah 68,5 53,3 cawan + Tanah Kering 53,1 40,1 Air 15,4 13,2 Tanah Kering 37,3 23,5 Kadar Air 41,1 56,1 Kadar Air rata-rata 48,6 Hasil pengujian Indeks Plastis didapatkan dari nilai Batas C dan Batas Plastis pengujian dari pengujian sebelumnya, dimana nilai Indeks Plastis di tentukan dengan persamaan sebagai berikut: dengan IP = Indeks Plastis, LL = Nilai Rata-rata Batas C, PL = Nilai Rata-rata Batas Plastis Berdasarkan persamaan diatas dapat diketahui bahwa nilai Indeks Plastis (IP) > 11 Hasil uji analisa saringan Tabel 6. Analisa Saringan BERAT. B PERSENTASE NOMOR SARINGAN saringan Tertahan TERTAHAN TERTAHAN LOLOS SARINGAN + (GR) % % tertahan 11/2* (38,1mm) 655 0 0 0 100 1* (25,4) 604 0 0 0 100 3/4* (19,1mm) 536 0 0 0 100 3/8* (9,52 mm) 515.9 520.9 50 50 2.5 97.5 N0.4 (4,75mm) 426.5 806.6 335.1 385.1 19.255 80.745 NO.8(2.36mm) 431 716 285 670.1 33.505 66.495 N0.10(1,18mm) 425.2 738 312.8 982.9 49.145 50.855 N0.30 (0,60 mm) 402.4 820 417.6 1400.5 70.025 29.975 NO.50 (0,30 mm) 405.3 573 167.7 1568.2 78.41 21.59 N0.100 (0,15 mm) 397.4 563 165.6 1733.8 86.69 13.31 N0. 200 (0,075 mm) 401.4 648.9 247.5 1981.3 99.065 0.935 PAN 470 488.7 18.7 2000 100 0 GEO - 58

Hasil pengujian pemadatan Tabel 7. data Uji Sifat Fisik Tanah asli NO Pengujian Hasil 1 Kadar (water content) 45.6 2 Jenis (specific gravity) 2,6 3 Batas c (liquid limit) 65.36 4 Batas plastis (plastic limit) 48.6 5 Indeks plastisitas (plasticity index) 16.79 6 Persen lolos saringan no.200 0.94 Percobaan pemadatan ini dilakukan untuk mencari kadar, pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara kadar dan isi tanah dengan memadatkan didalam mold pemadatan, kemudian ditumbuk dengan alat penumbuk yang memiliki beban penumbuk 2,5 kg (5,5lbs) dengan ketinggian jatuh 12 in (304,8 mm). Penambahan Lapisan tanah Tabel 8. Pengujian Kadar dan Penambahan Air tinbox tinbox tinbox + T. + T. Kering basah contoh Kadar % 1 2 3 4 5 6 (4-5) 7 (5-3) 8(6/7) x 100 % 0 % (140 ml) 3% -3% 6% -6% A 15.8 64.2 56.1 8.1 40.3 20.10 T 16.2 55.5 50.9 4.6 34.7 13.26 B 16.5 60.5 51.3 9.2 34.8 26.44 Rata rata 19.93 A 16 53.6 47.1 6.5 31.1 20.90 T 18.8 52.5 47.9 4.6 29.1 15.81 B 17.1 55.5 46.9 8.6 29.8 28.86 Rata rata 21.86 A 20 62.4 61.1 1.3 41.1 18.57 T 17.1 54.8 52.5 2.3 35.4 32.86 B 16.2 69.2 68.8 0.4 52.6 5.71 Rata rata 19.05 A 15.2 57.8 41.1 16.7 25.9 64.48 T 17.2 61.2 55.1 6.1 37.9 16.09 B 13.9 53.6 51.1 2.5 37.2 6.72 Rata rata 29.10 A 14.2 50 47.2 2.8 33 8.48 T 18.8 70.6 67.5 3.1 48.7 6.37 B 19.1 65.3 59.2 6.1 40.1 15.21 Rata rata 10.02 GEO - 59

Pemadatan Tanah dengan Semen 10 %,Semen 12 % dan 15 % Penambahan Tabel 9. Pengujian penambahan dan kadar tanah + semen 10% Lapisan tanah tinbox tinbox + T. basah tinbox + T. Kering contoh Kadar % 1 2 3 4 5 6 (4-5) 7 (5-3) 8(6/7) x 100 % 0 % (260 ml) 3% -3% 6% -6% A 15.8 65.2 56.1 9.1 40.3 22.58 T 16.2 63.4 53.8 9.6 37.6 25.53 B 16.5 66.2 63.2 3 46.7 6.42 Rata rata 18.18 A 15.8 56 49.8 6.2 34 18.24 T 16.6 60.4 55.2 5.2 38.6 13.47 B 16.5 59.7 49.9 9.8 33.4 29.34 Rata rata 20.35 A 20 55.2 53.9 1.3 33.9 18.57 T 17.1 56.3 54.7 1.6 37.6 22.86 B 16.2 61.5 60.3 1.2 44.1 17.14 Rata rata 19.52 A 15.2 49.3 41.1 8.2 25.9 31.66 T 17.2 52.4 48.4 4 31.2 12.82 B 13.9 57.9 49.9 8 36 22.22 Rata rata 22.23 A 14.2 53.2 47.2 6 33 18.18 T 18.8 59.9 54.6 5.3 35.8 6.83 B 19.1 60.4 58.8 1.6 39.7 4.03 Rata rata 12.34 Penambahan Tabel 10. Pengujian Penambahan dan Kadar tanah dengan campuran semen 12% Lapisan Kadar % tanah tinbox tinbox + T. basah tinbox + T. Kering contoh 1 2 3 4 5 6 (4-5) 7 (5-3) 8(6/7) x 100 % 0 % (270 ml) 3% -3% A 15.8 67.3 56.1 11.2 40.3 27.79 T 16.2 62.5 53.4 9.1 37.2 24.46 B 16.5 65.9 61.2 4.7 44.7 10.51 Rata rata 20.92 A 15.8 67.8 55.6 12.2 39.8 30.65 T 16.6 62.1 56.1 6 39.5 15.19 B 16.5 63.4 55.9 7.5 39.4 19.04 Rata rata 21.63 A 20 57.6 56.3 1.3 36.3 18.57 T 17.1 55.3 54.2 1.1 37.1 15.71 B 16.2 61.1 59.7 1.4 43.5 20.00 GEO - 60

6% -6% Rata rata 18.10 A 15.2 49.3 41.1 8.2 25.9 31.66 T 17.2 52.4 48.4 4 31.2 12.82 B 13.9 57.9 49.9 8 36 22.22 Rata rata 22.23 A 14.2 68.9 61.6 7.3 47.4 15.40 T 18.8 67.3 60.5 6.8 41.7 16.31 B 19.1 60.4 54.6 5.8 35.5 16.34 Rata rata 16.02 Tabel 11. Penambahan dan pengurangan kadar pada pengujian pemadatan untuk Tanah dengan variasi 15% Penambahan Lapisan tanah tinbox tinbox + T. basah Kadar % tinbox + T. Kering contoh 1 2 3 4 5 6 (4-5) 7 (5-3) 8(6/7) x 100 % 0 % (320 ml) 3% -3% 6% -6% A 15.8 64.2 54.3 9.9 38.5 25.71 T 16.2 55.2 49.1 6.1 32.9 18.54 B 16.5 60.5 52.1 8.4 35.6 23.60 Rata rata 22.62 A 16 63.2 53.1 10.1 37.1 27.22 T 18.8 55.5 47.9 7.6 29.1 26.12 B 17.1 55.5 46.9 8.6 29.8 28.86 Rata rata 27.40 A 15.2 62.8 53.1 9.7 37.9 25.59 T 17.2 61.2 55.1 6.1 37.9 16.09 B 13.9 58.6 52.1 6.5 38.2 17.02 Rata rata 19.57 A 20 62.4 60.1 2.3 40.1 32.86 T 17.1 56.8 52.5 4.3 35.4 61.43 B 16.2 69.2 68.8 0.4 52.6 5.71 Rata rata 33.33 A 14.2 53.7 47.2 6.5 33 19.70 T 18.8 68.5 60.7 7.8 41.9 18.62 B 19.1 65.3 60.5 4.8 41.4 11.59 Rata rata 16.64 GEO - 61

Hasil pengujian CBR pada tanah asli Tabel 12. Hasil Pengujian CBR Pengujian California Bearing Ratio (CBR) Laboratorium Hasil pengujian CBR yang dilakukan pada Variasi campuran semen 10%, 12 %, dan 15% yang didapatkan dari pengujian dilaboratorium ditunjukkan pada : Tabel 13. Hasil Pengujian CBR Tanah dengan campuran semen 10 % GEO - 62

Tabel 14. Hasil Pengujian Data CBR Tanah lempung Campuran Semen 12 % Tabel 15. Hasil Pengujian Data CBR tanah dengan campuran semen 15% GEO - 63

4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan serta hasil yang telah di tunjukkan pada Bab sebelumnya, dapat disimpulkan berdasarkan rumusan masalah bahwa : 1. Pengaruh penambahan semen untuk daya dukung tanah lempung sangat baik karena dapat meningkatkan nilai dari CBR tanah asli dimana pada perbandingan nilai CBR antara tanah asli dengan nilai CBR tanah yang di campurkan dengan semen dapat naik secara siknifikan dimana nilai CBR tanah asli sebesar 36 % sedangkan untuk penambahan semen 10 % nilai CBR yang di dapatkan sebesar 40%, untuk penambahan semen 12 % nilai CBR yang di dapatkan sebesar 48% dan untuk penambahan semen 15% nilai CBR yang di dapatkan sebesar 60%. 2. Nilai CBR dapat ditingkatkan dengan menggunakan semen dari nilai CBR 36 % untuk tanah biasa dapat naik sampai 60% untuk penambahan semen 15% dari tanah yang digunakan maka dapat disimpulkan bahwa nilai CBR dapat di tinggkatkan dengan cara penambahan semen. DAFTAR PUSTAKA Bowless J. E, 1991, Sifat-sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah, Ahli Bahasa Johan Kelanaputra Hainim, Penerbit Erlangga. Hary Christady Hardiyatmo, 1992, Mekanika Tanah I, Penerbit Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Peck B, Ralph dan Terzaghi Karl, 1987, Mekanika Tanah dalam Prakter Rekayasa jilid I edisi kedua, Ahli bahasa Ir.Bagus Witjaksono & Ir. Benny Krisna R. Penerbit Erlangga, Jakarta. SNI 03-1744-1989, Metode Pengujian CBR Laboratorium GEO - 64