ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN SEMEN SEBAGAI BAHAN TAMBAHAN DALAM MENINGKATKAN
NILAI CBR PADA TANAH LEMPUNG
Kamaluddin Lubis
Staf Pengajar Fakultas Teknik jurusan Teknik Sipil-Universitas Medan Area
Abstrak
Tanah merupakan dasar dari suatu struktur atau konstruksi, baik itu konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan, yang sering menimbulkan masalah bila memiliki sifat-sifat tanah yang buruk. Sifat-sifat tanah yang buruk dan kurang menguntungkan bila digunakan sebagai dasar suatu bangunan atau kontruksi, antara lain plastisitas yang tinggi, kekuatan geser yang rendah kemampatan atau perubahan volume yang besar dan potensi kembang susut yang besar.
Maksud penelitian untuk menganalisa pengaruh penambahan Semen terhadap tanah lempung.Kemudian Tujuan dari penulisan pada penelituan ini adalah mendapatkan perbandingan antara plastisitas tanah dasar dan nilai CBR tanah asli dengan yang telah distabilisasi menggunakan semen. Tanah lempung yang diuji termasuk lempung dengan plastisitas tinggi dengan indeks plastisitas (PI) 30.28 % dan tergolong CH menurut USCS dan golongan A-7-5 menurut AASHTO. Dari hasil penelitian yang di lakukan di laboratorium terhadap tanah asli dan tanah yang telah dicampur semen optimum 30 %, pengaruh yang paling dominan akibat stabilisasi dengan semen yaitu penurunan indeks plastisitas, yaitu dari 30,28% menjadi 5.24% dengan persentase penurunan sebesar 25.04% . Nilai CBR juga mengalami kenaikan yang signifikan, yaitu dari 5.17 % menjadi 61.25 %, dengan presentase kenaikan sebesar 56.08%.
Kata kunci : Stabilisasi, Tanah lempung, Semen, CBR.
Abstract
Soil is the foundation of a structure or construction, both building construction and road construction, which often causes problems when the soil has properties that bad. The properties of poor soils and less profitable when used as the foundation of a building or construction, including a high plasticity, low shear strength congestion or large volume change and potential shrinkage fireworks were great.Research purposes to analyze the effect of adding cement to the soil lempung.Kemudian The purpose of the writing on this penelituan is getting a comparison between the basic soil plasticity and CBR value with the original soil has been stabilized using cement. Clays tested included clay with high plasticity to the plasticity index (PI) 30.28% and CH classified according to USCS and class A-7-5, according to AASHTO. From the research that is done in the laboratory against the native soil and the soil was mixed cement optimum 30%, the most dominant influence due to stabilization with cement that is a decrease in the plasticity index, ie from 30.28% to 5:24% with a percentage decrease of 25.04%. CBR value also increased significantly, from 5:17% to 61.25%, with a percentage increase of 56.08%
PENDAHULUAN
Secara geografis Indonesia terletak di daerah tropis, dimana pada musim hujan akan terjadi curah hujan yang tinggi dan pada musim kemarau akan terjadi cuaca yang panas. Perubahan cuaca mengakibatkan terjadinya siklus pembasahan dan penge-ringan secara berulang-ulang, sehingga tanah akan mengalami perubahan volume tanah akibat perubahan kadar air. Tanah lempung ini memiliki kemampuan daya dukung tanah yang rendah sehingga sering menimbulkan kerusakan pada bangunan seperti retaknya dinding, terangkatnya pondasi, jalan bergelombang dan sebagainya. Dalam konstruksi bangunan sipil nilai CBR dan kuar geser tanah dasar berpengaruh dalam perencanaan suatu bagunan, maka sebelum tanah digunakan seorang perencana dapat melakukan stabilisasi, suatu tindakan yang memperbaiki beberapa sifat-sifat teknis tanah.
Stabilisasi tanah dengan campuran semen dianggap bisa digunakan karena semen merupakan bahan pozolanik yang sifatnya dapat mengikat serta dapat mengeras bila bereaksi dengan air. Dengan adanya penambahan semen ini tanah yang mengandung kadar air tertentu dapat mengeras sehingga akan meningkatkan kestabilannya. Pada suatu perencanaan konstruksi jalan raya, lapisan tanah dasar merupakan lapisan paling bawah yang berfungsi untuk meneruskan beban dari lapis perkerasan , namun tidak selamanyan lapisan tanah dasar mampu berfungsi dengan baik sebagai daya dukung. Hanya lapisan dengan klasifikasi baik dan stabil akan mampu berfungsi sebagai daya dukumg dan memenuhi persyaratan teknis. Jurnal rekayasa 2009 ( Indharmahadi adha).
LANDASAN TEORI Tanah Ekspansif
Tanah lempung ekspansif, merupakan salah satu jenis tanah berbutir halus ukuran koloidal, yang terbentuk dari mineralmineral ekspansif. Disamping mempunyai sifat-sifat umum, juga mempunyai sifat-sifat yang khas, yakni kandungan mineral ekspansif mempunyai kapasitas pertukaran ion yang tinggi, mengakibatkan lempung ekspansif mempunyai potensi kembang susut, apabila terjadi peningkatan atau penurunan kadar air.
Apabila terjadi peningkatan kadar air, tanah ekspansif akan mengembang disertai dengan peningkatan tekanan air pori dan timbulnya tekanan pengembangan dan apabila kadar air berkurang akan terjadi penyusutan. Penyusutan yang terjadi, apabila penurunan kadar air melebihi batas susutnya. (Sudjianto, 2007)
Faktor-faktor yang mempengaruhi potensial ekspansif dari tanah adalah : 1. Sifat-sifat tanah, meliputi kadungan mineral lempung, plastisitas, struktur dan susunan tanah, dan kepadatan kering. 2. Lingkungan, meliputi kondisi kelembaban awal, variasi-variasi kelembaban seperti faktor iklim, air tanah, drainase dan sumber air buatan, vegetasi, permeabilitas dan suhu.
3. Keadaan tegangan, meliputi riwayat tegangan, kondisi lapangan, pembebanan, dan profil tanah. (Sudjianto, 2007)
Plastisitas
Stabilisasi Tanah
Salah satu upaya untuk mendapatkan sifat tanah yang memenuhi syarat-syarat teknis tertentu adalah dengan metode stabilisasi tanah. Metode stabilisasi tanah dapat dibagi menjadi 2 klasifikasi utama yaitu berdasarkan sifat teknisnya dan berdasarkan pada tujuannya, dimana beberapa variasi dapat digunakan. Dari sifat teknisnya, stabilisasi dapat dibagi menjadi 3 jenis yaitu: stabilisasi mekanis, stabilisasi fisik dan stabilisasi kimiawi. Stabilisasi tanah ekspansif yang murah dan efektif adalah dengan menambahkan bahan kimia tertentu, dengan penambahan bahan kimia dapat mengikat mineral lempung menjadi padat, sehingga mengurangi kembang susut tanah lempung ekspansif. (Simanjuntak, 2007)
Semen
Semen portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan kliner yang bahan utamanya terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan. Semen merupakan bahan stabilisasi yang baik mengingat bahwa kemapuan mengeras Mdan mengikat partikel sangat bermanfaat bagi usaha mendapatkan suatu masa tanah yang kokoh dan tahan terhadap deformasi Tipe semen yang dipakai dalam penelitian ini yaitu tipe I (Semen Andalas).
Pemadatan Tanah
Pemadatan merupakan usaha untuk meningkatkan berat volume kering tanah dengan pemakaian energi mekanis untuk menghasilkan pemampatan partikel. Energi pemadatan dilapangan dapat diperoleh dari mesin gilas, alat-alat pemadat getaran, dan dari benda-benda berat yang dijatuhkan. Di laboratorium, contoh uji untuk mendapatkan pengendalian mutu dipadatkan dengan menggunakan daya tumbukan (dinamik),
alat penekan atau tekanan statik yang menggunakan piston dan mesin tekanan. (Das, 1988)
Untuk suatu kadar air tertentu, γd max secara teoritis didapat bila pada pori-pori tanah sudah tidak ada udara lagi, yaitu pada saat dimana derajat kejenuhan tanah sama dengan 100%. Jadi γd max (teoritis) pada suatu kadar air tertentu dengan kondisi “zeroair void”.
Untuk mendapatkan variasi γ zav terhadap kadar air, digunakan prosedur sebagai berikut:
1. Tentukan berat spesifik butiran tanah 2. Cari berat volume air (γw)
3. Tentukan sendiri berapa harga kadar air
Gambar 2 . Grafik Pemadatan Tanah
CBR (California Bearing Ratio)
Berdasarkan cara mendapatkan contoh tanahnya, pengujian CBR dapat dibagi atas:
1. Pengujian CBR lapangan / Field CBR 2. Pengujian CBR lapangan rendaman / Undistrud Soaked CBR
3. Pengujian CBR rencana titik / CBR laboratorium, dapat dibedakan atas 2 macam yaitu :
- CBR laboratorium rendaman - CBR laboratorium tanpa rendaman
Hitung nilai CBR (dalam %) dari grafik yang telah dikoreksi, yaitu perbandingan arah tekanan penetrasi yang diperoleh terhadap tekan penetrasi standard, sebagai ikut :
- Nilai tekan penetrasi untuk penetrasi 0,1” terhadap tekanan penetrasi standard yang besarnya 1000 psi.
- Nilai tekan penetrasi untuk penetrasi 0,2” terhadap tekan penetrasi standard yang besarnya 1500 psi.
Nilai CBR yang digunakan dan dilaporkan adalah nilai penetrasi 0,1”. Apabila dalam pemeriksaan ternyata nilai CBR untuk penetrasi 0,2”lebih besar dari nilai untuk 0,1”, maka percobaan harus diulang. Dan ternyata pada percobaan ulang ini, nilai CBR untuk 0,2” tetap lebih besar dari 0,1”, maka nilai CBR yang dipakai adalah nilai untuk 0,2”. (Das, 1988b)
Kuat Geser Tanah
Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap keruntuhan dan pergeseran yang terjadi akibat beban yang dialaminya. Secara khusus dalam bidang geoteknik untuk kekuatan tanah biasanya ditunjukan pada kekuatan gesernya.
Dengan dasar pengertian ini, maka bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh:
1. Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak
tergantung pada tegangan vertikal yang bekerja pada bidang gesernya.
2. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya. (Das, 1988b)
METODOLOGI PENELITIAN
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji Karakteristik Tanah Asli Tabel 1. Uji Karakteristik Tanah Asli
Karakteristik Nilai (Standart Proctor) 7.18% Berat Jenis Tanah 2.87% Gradasi butiran 76.80% Batas Plastis 24.35% Indeks Plastisitas 30.28%
Berdasar analisis data yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan,
penulis mengambil kesimpulan
bahwa :Tanah lempung Menurut USCS dengan indeks plastisitas sebesar 30,28%, masuk dalam kelompok CH yaitu lempungan organik dengan plastisitas tinggi (high plasticity clay). Menurut AASHTO tanah tersebut diklasifikasikan masuk dalam kelompok 2-7-5 yaitu tanah berlempung
Hasil Uji Pemadatan Standart Proctor Tabel 2. Hasil Uji Pemadatan Standart Proctor
Gambar 3. Hasil Uji Berat Volume kering
Gambar 4. Hasil Uji Kadar Air Optimum
Hasil Uji Pemadatan Standart Proctor memperlihatkan kecenderungan penurunan berat isi kering maksimum (maximum dry density). Hal ini disebabkan terjadinya pembesaran rongga – rongga antara partikel campuran tanah akibat reaksi pozolan, yaitu reaksi antara silika dan alumina halus yang terkandung dalam tanah lempung dengan kandungan mineral aktif. Hasil dari reaksi pozolan adalah kalsium silikat hidrat yang tidak larut dalam air.
Pengecilan rongga – rongga dapat diartikan sebagai kenaikan volume partikel tanah.Sedangkan berat isi kering yaitu perbandingan antara berat partikel tanah dengan volume rongga – rongga tanah.Pengecilan rongga yang terjadi menyebabkan berkurangnya pori – pori tanah yang dapat diisi air, sehingga akan terjadi penurunan kadar air optimum.
Hasil Uji Test CBR Laboratorium Tabel 3. Hasil Uji Pemadatan Standart Proctor
Peme
raman Campuran Y drymaks (gr/cm3)
Wopt (%) (Hari)
0 Tanah Asli 4.08 7.18
Gambar 5. Hasil Uji Test CBR
Hasil Uji Pemadatan Test CBR menunjukkan bahwa Penambahan semen telah meningkatkan nilai daya dukung tanah secara signifikan.Nilai CBR semakin naik seiring dengan penambahan semen, dimana nilai CBR tanah asli sebesar 5.17%. Terjadinya peningkatan nilai CBR pada campuran 30% semen dengan waktu pemeraman 3 hari dengan nilai CBR 54,69 % atau naik sebesar 49.52%. Sedangkan waktu pemeraman 7 hari mengalami kenaikan dengan nilai CBR 61.25 % atau naik sebesar 56.08%
PENUTUP Kesimpulan
Berdasar analisis data yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan, penulis mengambil kesimpulan bahwa : 1. Tanah lempung Menurut USCS dengan
indeks plastisitas sebesar 30,28%,
masuk dalam kelompok CH yaitu lempungan organik dengan plastisitas tinggi (high plasticity clay). Menurut
AASHTO tanah tersebut
diklasifikasikan masuk dalam kelompok 2-7-5 yaitu tanah berlempung
2. Dari Uji atterberg limit, pengaruh yang paling dominan, yaitu penurunan indeks plastisitas dari 30.28% menjadi 5.24% atau turun 25.04%. Nilai CBR juga mengalami peningkatan yaitu nilai tanah asli sebesar 5.17%. mengalami peningkatan menjadi 54,69 % atau naik sebesar 49.52%, pada campuran 30% semen Selama pemeraman 3 hari. 3. Sedangkan Pemeraman 7 hari nilai
indeks plastisitas turun lebih tinggi dari pemeraman 3 hari dari 30.28% menjadi 3.53% atau turun 26.75%. Nilai CBR juga mengalami peningkatan yang lebih tinggi,yaitu nilai tanah asli sebesar 5.17%. mengalami peningkatan menjadi 61.25 % atau naik sebesar 56.08%, pada campuran 30% semen.
4. Nilai CBR semakin naik seiring dengan persentase penambahan semen, & nilai indeks plastisitas semakin menurun dengan persentase penambahan semen, Penurunan nilai indeks plastisitas tersebut dapat mengurangi potensi pengembangan dan penyusutan tanah lempung.
DAFTAR PUSTAKA
Bowless J. E, (1991), “Sifat-sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah”,Alih Bahasa Johan Kelana putra Hainim, Erlangga. Craig, R.F, (1989), “Mekanika Tanah”,
Erlangga, Jakarta
Das, Braja M, (1985), “Mekanika Tanah, Jilid 1”, Erlangga, Jakarta Das, Braja M, (1995), “Mekanika Tanah,
Jilid 2”, Erlangga, Jakarta. Hardiyatmo, H. C, 2002. Mekanika Tanah
1, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta".
Holtz, W.G. & Gibbs, Hj., (1954), “Engineering Properties of Expansive Clays”,
Kezdi, A., (1979), “Stabilization Earth Roads”, Elvesier Scientific Publishing Company,
NewYork.
Soedarmo Djatmiko, G, 1997.Mekanika Tanah 2, Kanisius, Yogyakarta. Sudjianto, A. T, 2007. Stabilisasi Tanah
