STABILISASI DAN
PERKUATAN TANAH
DOSEN :
Dr. Ir. Firdaus Chaeruddin, M.S.
Tanah dasar merupakan bagian penting dari pekerjaan
konstruksi karena tanah ini mendukung seluruh konstruksi yang berada diatasnya.
Pembangunan konstruksi tidak selalu berada diatas tanah
dasar yang relatif baik, ada kemungkinan berada diatas tanah yang kurang baik. Akibatnya tanah tersebut tidak dapat digunakan sebagai lapisan dasar.
Stabilisasi tanah adalah alternatif yang dapat diambil untuk
memperbaiki sifat-sifat tanah yang ada. Pada prinsipnya stabilisasi tanah merupakan suatu penyusunan kembali butir-butir tanah agar lebih rapat dan saling mengunci.
Recommended Practice For Stabilization
Of Subgrade Soils and Base Materials
Proses stabilisasi tanah ini meliputi :
1.
Penggantian tanah asli : mengganti tanah
dengan tanah yang sesuai spesifikasi.
2.
Perbaikan gradasi butiran.
3.
Stabilisasi dengan bahan kimia : seperti
semen
4.
Stabilisasi dengan pemadatan.
Tujuan perbaikan tanah tersebut adalah
untuk mendapatkan tanah dasar yang stabil
pada semua kondisi.
Metode-metode stabilisasi yaitu :
Stabilisasi mekanis adalah tanah yang telah
distabilisasikan secara mekanis dan telah memiliki daya dukung tanah tertentu terhadap deformasi oleh muatan, disebabkan adanya kait mengait dan gesekan antar butir tanah serta daya ikat butir oleh bagian tanah yang halus/tanah liat.
Beberapa usaha penambahan kekuatan atau daya dukung tanah dengan stabilisasi mekanis seperti mengganti jenis tanah eksisting, mengatur
gradasi tanah atau melakukan pemadatan.
Perbaikan dilakukan dengan menambahkan
butiran tertentu sehingga dicapai gradasi butiran yang sesuai dengan spesifikasi.
Sebelum penambahan, dilakukan pengambilan sampel tanah dasar untuk diteliti gradasi
butirannya, bila ditemukan pada butiran tertentu kurang baik, maka dilakukan penambahan
butiran.
Perbaikan ini sangat penting memngingat bahwa setiap jenis gradasi memiliki fungsi yang
berbeda, yang saling melengkapi satu sama lain.
Untuk mengantisipasi tanah terutama bersifat
ekspansif (kembang-susut) yang mengikuti kadar airnya maka diperlukan pemadatan (compaction) karena mempengaruhi daya dukung tanah.
Adapun untuk melakukan stabilisasi tanah dengan cara
pemadatan diperlukan peralatan yang berfungsi untuk memadatkan tanah tersebut.
Alat-alat pemadatan yang dapat digunakan memiliki
jenis yang berbeda untuk keperluan tipe pemadatan yang berbeda
1. Smooth steel roller (penggilas dengan permuakaan
halus) seperti three wheel roller, tandem roller.
2. Pneumatic tired roller (penggilas roda ban angin) 3. Sheep foot type roller (penggilas dengan kaki
kambing)
Bila kondisi eksisting tanah di lapangan
sangat buruk dan tidak memungkinkan
untuk dilakukan stabilisasi dengan cara
perbaikan gradasi tanah, pemadatan,
ataupun kimiawi karena alasan ekonomis
ataupun kemudahan pengerjaan, maka
tanah eksisting dapat diganti dengan tanah
baru yang diambil dari tempat lain sehingga
daya dukungnya mampu mencapai
spesifikasi yang diinginkan dengan biaya
dan waktu yang relatif efisien.
Stabilisasi tanah secara kimiawi merupakan
penambahan bahan stabilisasi yang dapat
mengubah sifat-sifat kurang menguntungkan dari tanah.
Di dalam usaha stabilisasi tanah ini, dikenal banyak
jenis stabilizing agent’s yaitu air sendiri di dalam jumlah yang tepat dan tanah lait dalam jumlah proporsional.
Adapun stabilizing agent’s untuk tanah liat antara
lain adalah kapur pasang, bitumen, dan lain-lain.
Stabilizing agent’s yang disebutkan tadi merupakan
bahan-bahan yang menghasilkan produk yang baik sesuai dengan tujuan penstabilan tanah yang
bersangkutan, derajat peningkatan mutu dan mudah dikerjakan
Stabilisasi dengan bitumen digunakan dengan cara
mencampur tanah dengan bitumen hingga kedalaman tertentu.
Stabilisasi digunakan dengan cara menyemprotkan
minyak pada permukaan dan membiarkannya terserap. Merupakan cara stabilisasi dengan bitumen yang mula-mula dilakukan.
Bitumen dan material berbutir akan mencegah
absorpsi air ke dalam tanah. Untuk meningkatkan penetrasi dan adhesi terhadap tanah, bitumen biasa dicampur dengan tanah sebagai emulsi, cut-back, atau busa
Stabilisasi clay (tanah yang kohesif) akan
menghasilkan tanah yang lebih waterproof
Stabilisasi sand (tanah granular), bitumen
berfungsi sebagai bahan pengikat
Ada 2 macam campuran:
◦ 1. Sand bitumen : jika yang distabilisasi clean cohensionless sand maka perlu ditambah fines
material untuk menambah angle of internal friction. Tipe bitumen yang digunakan : cut back atau
emulsion.
Stabilisasi bitumen menggunakan asphalt
cement, cutback asphalt, atau asphalt emulsi. Penggunaannya tergantung tipe tanah yang distabilisasi, metode konstruksi, dan kondisi cuaca.
Walaupun tanah lempung distabilisasi dengan emulsi atau cutback, dengan peforma yang cukup, kegunaan utama stabilisasi dengan emulsi bitumen adalah untuk pasir karena kohesinya yang sangat rendah atau
kebutuhannya terhadap tindakan waterproofing.
Syaratnya :
1. tidak ada aturan untuk gradasi, biasanya tanah yang digunakan harus lebih dari 50% yang
melewati saringan 3/16 inci dan 10-50% melewati saringan no.200
2. batas cair harus kurang dari 40% dan indeks plastisitas kurang dari 18
3. tanah dengan lebih dari 75% melewati saringan no.200 dan batas cair lebih dari 50 masih tetap
dapat diberi perlakuan.
Adhesi yang lemah antara bitumen dengan
permukaan pasir silika akan menyebabkan stripping jika air memasuki tanah, dan
Air
air dibutuhkan dalam pemadatan. Dapat
digunakan jenis air apapun kecuali air laut,
untuk menghindari resiko mengembang.
Serangan bakteri
serangan bakteri dapat menyebabkan
penggetasan pada bitumen, kondisi ini
dapat terjadi dimana terdapat sulfat di
dalam air atau tanah. Namun, pengaruhnya
terhadap stabilisasi tanah belum dapat
dipastikan.
Garam atau materi organik
konsentrasi tinggi garam dan materi organik
dapat mereduksi pengaruh bitumen ketika garam atau material organik melapisi partikel tanah dan menghalangi adhesi antara bitumen dan tanah. Aditif lain
Aditif sebanyak kurang dari 1% yang
ditambahkan ke tanah dapat meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap air.
Penambahan aditif ke dalam cutback dapat meningkatkan kekuatan namun juga
Klasifikasi stabilisasi tanah dengan semen dibagi kedalam 5 tipe (kezdi,1979:108) yaitu:
Soil-Cement. Tipe stabilisasi tanah-semen ini merupakan tipe yang umum, dimana
pencampuran tanah dan semen biasa digunakan untuk pondasi bangunan, perlindungan tanah
terhadap erosi dan pembekuan tanah.
Cement Improved Granuler-Soil Mix. Stabilisasi tipe ini digunakan untuk mengurangi sifat
kembang-susut dan plastisitas tanah yang tinggi sehingga dapat meningkatkan daya dukung
tanah, dengan menambahkan semen sesuai yang diperlukan.
Cement Improved Silt-Clay Mix. Penambahan kadar semen dilakukan secara bertahap dalam
jumlah yang lebih besar dibandingkan dengan tipe 2 untuk mengurangi sifat kembang-susut tanah
dan meningkatkan daya dukung tanah sesuai dengan kadar air yang ada di lapangan.
plastic Soil-Cement. Tipe stabilisasi ini digunakan untuk tanah dengan kadar air yang lebih tinggi misalnya untuk aliran irigasi, parit dan bangunan pengairan lainnya. Hasil stabilitas dapat
Cement-Treated Soil Pastes And Mortars.
Tipe ini digunakan untuk kondisi tanah
dengan kadar yang sangat tinggi dengan
cara menginjeksi campuran tanah-semen ke
dalam tanah sebagai perkuatan. Pada
Jenis semen yang biasa digunakan adalah semen portland tipe 1 yang paling banyak digunakan. Masalah yang dihadapi dalam penggunaan
semen tipe ini adalah pada saat digunakan pada tanah yang mengandung kadar air serta bahan organik, sulfat dan garam-garaman dalam kadar air yang tinggi. Kendala lain dari penggunaan
semen ini adalah penyerapan air untuk hidrasi semen dan reaksi awal ettringgite relatif kecil yaitu 28% dari berat semen serta dapat terjadi keretakan. Stabilisasi tanah dengan semen lebih cocok untuk jenis tanah tertentu yaitu tanah
Penambahan semen, akan meningkatkan
daya dukung tanah dan memperbaiki daya
tahan tanah terhadap air (sweeling rendah)
sehingga durabilitasnya meningkat.
Kandungan semen yang tinggi, juga tidak
Semen portland terdiri dari kalsium-silikat
dan kalsium aluminat, ketika
dikombinasikan dengan air, hidrat untuk
membentuk senyawa kalsium-penyemenan
silicatehydrate dan
kalsium-aluminate-hidrat, serta kelebihan kalsium hidroksida.
Karena bahan semen, serta kalsium
hidroksida terbentuk, semen portland
mungkin bisa berhasil menstabilkan baik
tanah granular dan halus, serta agregat dan
lain-lain.
Pozzolanat reaksi antara kalsium hidroksida
dilepaskan selama hidrasi silika dan
alumina tanah dan tanah terjadi pada tanah
liat halus dan merupakan aspek penting
dari stabilisasi tanah tersebut. Permeabilitas
cement stabilized material sangat
berkurang. Hasilnya adalah bahan yang
Metode perbaikan tanah dengan kapur salah
satu alternatif usaha perbaikan tanah yang tidak memenuhi standar sebagai lapisan tanah dasar untuk perkerasan atau pondasi bangunan.
Tujuan stabilisasi tanah dengan kapur yaitu meningkatkan akses di tanah basah (reaksi
penguapan akibat campuran air dan kapur dalam tanah).
Kapur bereaksi dengan air tanah sehingga
merubah sifat tanahnya, mengurangi kelekatan dan kelunakan tanah.
Sifat ekspansif yang menyusut dan
berkembang karena kondisi airnya akan
berkurang secara drastis karena butir kapur.
Kapur yang terdiri dari ion-ion Ca, Mg dan
sebagian kecil Na dapat digunakan untuk :
1. mengurangi sifat mengembang dari
tanah
2. mengurangi plastisitas dari tanah
Mekanisme dasar stabilisasi dengan kapur :
1. adanya ikatan ion Ca, Mg dan Na yang
menyebabkan bertambahnya ikatan antara
partikel tanah.
2. adanya proses sementasi ( antara kapur
dan tanah sehingga kekuatan geser/daya
dukung tanah menjadi naik ).
3. stabilisasi tanah dengan campuran kapur
hanya efektif digunakan untuk tanah
1. kapur
spesifikasi persyaratan untuk kapur :
a. Calcium oxide ( CaO )
kandungan Ca & MgO
± 92%
kandungan CO2 (oven) ± 3% : CO2 (lap) ±
10%
b. Calcium Hidroxide ( Ca(OH)2 )
kandungan Ca & MgO
± 95%
kandungan CO2 (oven) ± 5% : CO2 (lap) ±
7%
2. Tanah
Efektif digunakan pada tanah yang lempung yang
plastisitasnya tinggi
Membuat struktur tanah jadi rapuh sehingga mudah
dipadatkan dengan konsekuensi nilai kepadatan maksimum menjadi turun
3. Air
Air yang digunakan adalah air yang tidak
mengandung asam
Air laut boleh digunakan tapi tidak boleh mengalami
