MENINGKATKAN NILAI KUAT TEKAN BEBAS (UCS) TANAH
MANYAWANG DISTABILISASI DENGAN SEMEN
Bambang Raharmadi
Teknik Jalan dan Jembatan Ahli Muda
Direktorat Jenderal Bina Marga,
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat
Email: raharmadibambang@gmail.com
Abstract
Lungkuh Layang Roads - Buntok 64.69 Km is the Central Axis National road linking the capital of Central Kalimantan province with 4 (four) Districts in Barito watersheds namely South Barito, East Barito, North Barito and Murung Raya. The unavailability of materials resource that qualify for the foundation of the pavement become a problem in the construction of this road. As an alternative, they use materials that are available around the Manyawang Village by improved physical properties and mechanical ground. Repair method used is with the added material (ie cement) in order to qualify as a foundation layer. The success of this project depends on the procedures, materials, and tools used. To determine the physical and mechanical characteristic a test has been held against the local soil and soil-cement mixture in the form of a standard compaction and Unconfined Compression Strength (UCS) 7 days. The purpose of this study was to determine the effect of the added material (cement) to Unconfined Compression Strength (UCS) to improve the quality of Manyawang soil to be used as a substitute for base course of pavement. The result of the Manyawang soil material againts grain size distribution test fulfilled the permitted qualification to be used as material soil stabilization cement, including the CL-ML is silt was organic, silt loam with low plasticity based on land classification system USCS while according to the soil classification system AASHTO included in the group A-4 is silt loam soil with low plasticity to the plasticity index 6.21% ≤ 10% requirement specified. The maximum dry bulk density (ydmax) of land 1.855 t / m3, once stabilized with cement rose to become ydmax1,858 t / m3, 1.860 t / m3, 1.863 t / m3, 1.872 t / m3, 1.883 t / m3, and the optimum water content (Wopt) of land Wopt 13.0% to 12.5%, 11.8%, 11.6%, 11.5% and 11.0%. Increasing the value of Unconfined Compression Strength (UCS) of Manyawang land 3.524%, after stabilized with cement increased to be 18.16 kg / cm2, 23.82 kg / cm2, 33.80 kg / cm2, 44.05 kg / cm2, and 46.52 kg / cm2, along with the increasing of cement content. With UCSOpt 24 kg / cm2 PCOpt gained 5.8%, ydmax 1.859 t / m3, and Wopt 12.1%.
Keywords: UCS, manyawang soil, stabilized, cement Abstrak
Ruas jalan Lungkuh Layang – Buntok sepanjang 64,69 Km merupakan jalan Nasional Poros Tengah yang menghubungkan Ibukota Provinsi Kalimantan Tengah dengan 4 (empat) Kabupaten di daerah aliran sungai Barito yaitu Barito Selatan, Barito Timur, Barito Utara dan Murung Raya. Tidak tersedianya sumberdaya material yang memenuhi syarat untuk pondasi perkerasan jalan menjadi masalah dalam pembangunan ruas jalan ini. Sebagai alternatif, digunakan material yang tersedia disekitar lokasi yaitu dusun Manyawang dengan dilakukan perbaikan sifat-sifat fisik dan mekanik tanah. Metode perbaikan yang digunakan adalah dengan bahan tambah (yaitu semen) agar memenuhi syarat sebagai lapis pondasi. Keberhasilan usaha ini tergantung kepada prosedur, bahan, dan alat yang digunakan. Untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik dilakukan uji terhadap tanah lokal dan campuran tanah-semen berupa pemadatan standar, dan kuat tekan bebas (UCS) pemeram 7 hari. Tujuan dari penyusunan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh bahan tambah (semen) terhadap nilai kuat tekan bebas (UCS) untuk meningkatkan mutu tanah Manyawang agar dapat digunakan sebagai pengganti lapis pondasi perkerasan jalan. Hasil uji material tanah Manyawang terhadap pengujian distribusi ukuran butir memenuhi syarat yang diijinkan untuk digunakan sebagai material stabilisasi tanah semen, termasuk kelompok CL-ML yaitu lanau tak organik, lempung kepasiran dengan plastisitas rendah berdasarkan klasifikasi tanah sistem USCS sedangkan menurut klasifikasi tanah sistem AASHTO termasuk pada kelompok A-4 yaitu tanah lempung lanau dengan plastisitas rendah dengan indek plastisitas 6,21% ≤ 10% syarat yang ditentukan. Berat isi kering maksimum dari tanah 1,855 t/m3,
setelah distabilisasi dengan semen meningkat menjadi menjadi 858 t/m3, 1,860 t/m3, 1,863 t/m3 , 1,872
t/m3 , 1,883 t/m3, dan kadar air optimum (W
opt) dari tanah 13,0% menjadi Wopt 12,5%, 11,8%, 11,6%,
11,5%, dan 11,0%. Peningkatan nilai kuat tekan bebas (UCS) dari tanah Manyawang 3,524%, setelah distabilisasi dengan semen meningkat menjadi menjadi 18,16 kg/cm2, 23,82 kg/cm2, 33,80 kg/cm2 , 44,05
kg/cm2, dan 46,52 kg/cm2, seiring dengan bertambahnya kadar semen. Dengan UCS
Opt 24 kg/cm2 didapat
PCOpt 5,8%, ydmax 1,859 t/m3, dan W
opt 12,1%.
1. PENDAHULUAN
Jalan sebagai sistem transportasi nasional mempunyai peranan penting terutama dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan agar tercapai keseimbangan dan pemerataan pembangunan antar daerah, membentuk dan memperkokoh kesatuan, memantapkan pertahanan dan keamanan nasional serta membentuk struktur ruang dalam rangka mewujudkan sasaran pembangunan nasional.
Ruas jalan Lungkuh Layang - Buntok sepanjang 64,890 Km merupakan jalan Nasional Poros Tengah yang menghubungkan Ibukota Provinsi Kalimantan Tengah dengan 4 (empat) Kabupaten di daerah aliran sungai Barito yaitu Barito Selatan, Barito Timur, Barito Utara dan Murung Raya. Dalam pembangunan ruas jalan ini yang menjadi permasalahan tidak tersedianya sumberdaya alam yang memenuhi syarat, terutama batu pecah untuk pondasi perkerasan jalan yang harus didatangkan dari luar daerah, seperti Pelaihari dan Merak.
Sebagai alternatif memanfaatkan material lokal yang distabilisasi dengan semen untuk membaikan sifat-sifat fisik dan mekanik tanah agar memenuhi persyaratan Spesifikasi Umum 2010 (revisi 3), nilai kuat tekan bebas (UCS) target adalah ≥ 24 kg/ cm2 dengan umur pemeraman 7 hari (SNI
03-6887-2002) sebagai lapis pondasi perkerasan. Stabilisasi dengan bahan tambah akan memperbaiki sifat teknis tanah, seperti kekuatan dan plastisitas (Hardiyatmo, 2010) Dengan menggunakan stabilisasi tanah lokal dengan semen ini di harapkan dapat membantu mengatasi salah satu permasalah dalam pembangunan ruas jalan Lungkuh Layang – Buntok. Perumusan masalah ini lebih di fokuskan untuk untuk mengetahui seberapa besar pengaruh semen terhadap nilai kuat tekan bebas (UCS) untuk meningkatkan mutu tanah lokal agar bisa digunakan sebagai lapis pondasi perkerasan jalan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
A. Untuk mengetahui klasifikasi tanah quari Manyawang menurut Unified Soil Classification
System (USCS), American Association of State Highway and Transportation Official (AASHTO),
ukuran butiran dan batas-batas Atterberg agar bisa digunakan sebagai bahan stabilisasi semen B. Untuk mengetahui pengaruh semen terhadap
nilai UCS untuk meningkatkan mutu tanah lokal agar dapat digunakan sebagai pengganti lapis pondasi perkerasan jalan
C. Untuk mengetahui kadar semen optimum terhadap nilai UCS.
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Semen
Semen merupakan bubuk halus yang bila dicampur dengan air akan menjadi ikatan yang akan mengeras, karena terjadi reaksi kimia sehingga membentuk suatu massa yang kuat dan keras, yang disebut hidroulic cement. Menurut Spesifikasi Umum 2010 (revisi 3), semen yang digunakan untuk Lapis Pondasi Semen Tanah adalah semen portland tipe I yang memenuhi ketentuan SNI 15-2049-2004. Menurut Hardiyatmo (2010), SNI 03-3438-1994 mensyaratkan semen yang digunakan untuk stablisasi semen adalah semen tipe I, sesuai SII-13-1977.
2.2. Air
Air yang digunakan dalam stabilisasi tanah-semen mempunyai dua fungsi, yaitu untuk memungkinkan terjadinya reaksi kimia dengan semen selama proses pengerasan dan sebagai bahan pelumas antara campuran tanah-semen, sehingga memudahkan pelaksanaan.
Air yang digunakan dalam pekerjaan haruslah air tawar dan bebas dari endapan maupun larutan atau bahan suspensi yang mungkin dapat merusak pembuatan lapis pondasi tanah semen seperti yang ditentukan dan harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalan SNI 03-6817-2002 (Spesifikasi Umum 2010, revisi 3). Menurut Hardiyatmo (2010), SNI 03-3438-1994 mesyaratkan air untuk stabilisasi dengan semen adalah seperti dijelaskan dalam Tabel 1.
2.3. Tanah
Tanah sebagai bahan yang terdiri dari agregat mineral-mineral padat yang tidak terikat secara kimia antara satu sama lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk yang berpartikel padat disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel partikel padat tersebut (Das, 2008). A. Pengujian Distribusi Ukuran Butir
Tabel 1. Persyaratan Air Untuk Stabilisasi Dengan Semen
Distribusi ukuran butir adalah pengelompokan besar butir analisa agregat kasar dan agregat halus menjadi komposisi gabungan yang ditinjau berdasarkan saringan. Menurut Spesifikasi Umum 2010, revisi 3 adalah tanah yang cocok digunakan untuk lapis pondasi semen tanah harus sesuai dengan ukuran partikel yang ditentukan yaitu ukuran yang paling besar dari partikel batu harus lebih kecil dari 75 mm dan kurang dari 50% melewati saringan No. 200 dengan cara pengayakan basah. Porland Cement
Association (1979), mensyaratakan tanah yang
distabilisasi dengan semen sebaiknya tanah-tanah berpasir dan berkerikil dengan gradasi ukuran butir seperti pada Tabel 2.
B. Sistem klasifikasi tanah
Sistem Klasifikasi Tanah Berdasarkan Unified
Soil Classification System (USCS) diperkenalkan
oleh Cassagrande tahun 1942 yang selanjutnya disempurnakan oleh Unites States Bureau Of
Reclamation (USBR) tahun 1952. Sistem ini
mengelompokkan tanah dalam dua kelompok besar, yaitu:
1. Tanah Berbutir Kasar ( coarse-grained-soil ), yaitu: tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos saringan nomer 200.
2. Tanah Berbutir Halus ( fine-grained-soil ), yaitu tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos saringan nomer 200. Cara menentukan klasifikasi tanah berdasarkan
Unified Soil Classification System seperti pada
Gambar 1.
Sistem Klasifikasi Tanah American Association of
State Highway and Transportation Official (AASHTO)
membagi tanah kedalam 8 kelompok, A-1 sampai Tabel 2. Gradasi Ukuran Butir Tanah Semen
Sumber : Hardiyatmo (2010)
Gambar 1. Klasifikasi Tanah Sistem USCS
Sumber : Hendarsin (2000)
Group symbol 1
Typical
names Information required fordescribing soils Wide range of
grain size and subtantial amount of all intermediate particle sizes
GW Well graded gravels, gravel-sand mixtures, little or no fines
Predominantly one size or a range of sizes with some intermediate sizes missing
GP Poorly graded gravels, gravels-sand mixtures, little or no fines Non-plactic fines
(for identification procedure see ML below)
GM Silty gravels, poorly graded gravel sand silt mixtures Atterberg limits below "A" line or P1 less then 4 Plastic fines (for
identification procedure CL below)
GC Clayey gravels, poorly graded
gravel-sand-clay mixtures Atterberg limits below "A" line or P1 less then 7 Wide range in
grain sizes and substantial amounts off all intermediate particle sizes
SW Well graded gravels, gravelly sands little or no fines
Predominantly one size or a range of sizes with some intermediate sizes missing
SP Poorly graded gravels, gravelly sands little or no fines
Non-plactic fines (for identification procedure see ML below)
SM Silty gravels, poorly graded sand silt mixtures Atterberg limits below "A" line or P1 less then 4
Plastic fines (for identification procedure CL below)
SC Clayey sands, poorly graded sand clay mixtures Atterberg limits below "A" line or P1 less then 7
Dry strength crushing characteris tics Delaten cy (reacti on to shaking ) Toughness (consistency near plastics limit) None to
slight Quick to slow None ML
Inorganic salts and very fine sands, rock flour, salty or claryey fine sands with slight plasticity Medium to high None to very slow Medium CL, CI
Inorganic clays of low to medium plasticity, gravelly clays, sandy, clays, salty clays, lean clays
Slight to
medium Slow Slight OL Organic silts and organic silt clays of low plasticity Slight to
medium Slow to none Slight to medium MH
Inorganic silts, micaceous or dictomaceus fine sandy or silty sods, elastic silts High to
very high None High CH Inorganic clays of high plasticity, fat clays Medium to
high None to very
high Slight to medium OH
Organic clays of medium to high plasticity Pt Peat and other highly organic soils High organics
soils spongy feel, and frequently by fiberous Readily identify by colour, odour,
Give typical names: indicate degree and character of plasticity, amount and maximum size of coarse grains; colour in wet condition odour if any, local or geological name, and other pertinent descriptive information, and symbol in parentheses For undisturbed soils add information on structure, stratification, consistency and undisturbed and remoulded states, moisture and drainage conditions Example:
Clayer silt brown, slightly plastic: small percentage of fine sand: numerous vertical root holes: firm and dry in places loess. (ML)
U se g ra in s iz e cu rv e in id en tif yi ng t he fr ac tio ne s as g iv en u nd er fi el d id en tif ic at io n
Give typical names: indicate approximate percentages of sand and gravel: maximum size: angularity, surface condition, and hardness of the coarse grains local or geological name and other pertinent descriptive information and symbol in parentheses. For undisturbed soils add information on satisfaction, degree of compactness, cementation, moisture conditions and drainage characteristic. Exampel :
Silty sand, gravelly, about 20% hard angular gravel particles 12,5
mm maximum siz; rounded and
subangular sand grains coarse to fine, about 15% non-plastic lines with low dry strenght; well compacted and moist in places; alluvial sand; (SM) Fi re g ra in ed s oi ls M or e th an h al f o f m at er ia ls is s m al le r th an 0 .7 5 m m sl ev e si ze Th e .0 75 m m s lev e si ze is a bo ut t he sm al les t pa rt ic le vi si bl e to t he na ked ey e
Identification procedure on fraction smaller than .475 mm sleve size Si lty a nd c la ys li qu id lim it le ss t ha n 50 Si lty a nd c la ys li qu id li m it le ss t ha n 50 Laboratory classification criteria D et er m in e per cen ta ges o f g ra vel a nd s an d fr om g ra in s iz e cu rv e. D ep en di ng o n per cen ta ges o f f in es ( fr ac tio n sm al le st t ha n 0. 75 m m sl ev e si ze ) co ar se g ra in ed so ils ar e cl assf ie d as fo llo w s Le ss t ha n 5% G W , G P, S W , S P M or e th an 1 2% G M , G C , S M , S C 5% t o 12 % B or de rli ne c as es r eq ui rin g us e of d ua l s y
Not Meeting all gradation requirement for GW Greater than 4 Between 1 and 3
Above "A" line with P1 between 4 and 7 are borderline cases requiring use of dual symbols
Greater than 4 Between 1 and 3
Not Meeting all gradation requirement for SW
Above "A" line with P1 between 4 and 7 are borderline cases requiring use of dual symbols Field identification procedure
(Excluding particles larger than 75mm and basing fractions on estimated weight)
C oa re g ra in ed s oi ls M or e th an h al f o f m at er ia l i s la rg e th an 0 75 m m s le ve s iz e G ra ve ls M or e th an h alf of c oa rs e fra ct io n is la rg er th an 236 mm Sa nds M or e th an h alf of c oa rs e fra ct io n is la rg er th an 236 mm C le an g ra ve ls (f ad e of n o fi ne s) G ra ve ls w ith fi ne s (a ppr ec ia bl e am ou nt of fi ne s) C le an s an ds (f ad e of n o fin es ) Sa nd s w ith fine s (a ppr ec ia bl e am ou nt o f fin es ) 𝐶𝑈=𝐷60 𝐷30 𝑐𝐶=𝐷302 𝐷10𝑥𝐷60 𝐶𝑈=𝐷60 𝐷30 𝑐𝐶=𝐷302 𝐷10𝑥𝐷60
A-8 termaksud sub-subkelompok. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya analisis saringan dan batas-batas Atterberg.
Bila nilai indeks kelompok semakin tinggi, makin berkurang ketepatan penggunaan tanahnya. Tanah granular diklasifikasikan ke dalam klasifikasi A-1 sampai A-3. tanah A-1 granular yang bergradasi baik, sedang A-3 adalah pasir bersih yang bergradasi buruk. Tanah A-2 termasuk tanah granular (kurang dari 35% lewat saringan no. 200), tetapi masih terdiri atas lanau dan lempung. Tanah berbutir halus diklasifikasikan dari A-4 sampai A-7, yaitu tanah lempung-lanau. Perbedaan keduanya berdasarkan pada batas-batas Atterberg seperti pada Gambar 2. A. Batas – batas Konsentensi
Batas konsintensi adalah kedudukan fisik tanah berbutir halus pada kadar air tertentu. Konsintensi tergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempung. Cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangklan kandungan kadar airnya. Batas-batas tersebut yaitu :
1. Batas Cair (Liquid Limit)
Batas cair (LL), didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis. Porsentase kadar air dibutuhkan untuk menutup celah sepanjang 12,7 mm pada dasar cawan, sesudah 25 kali pukulan didefinisikan sebagai batas cair tanah tersebut (Hardiyatmo, 1996).
2. Batas Plastis (Plastic Limit).
Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung
(Hardiyatmo, 1996).
B. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Indeks plastisitas (PI) adalah selisih batas cair dan
batas plastis (Hardiyatmo, 1996) dengan Persamaan 1 berikut :
PI = LL – PL ... (1)
Indeks plastisitas merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis. Batasan mengenai indeks plastis, sifat, macam tanah dan kohesif oleh Atterberg terdapat dalam Tabel 3. Menurut Hicks (2002), distribusi ukuran butir dan batas-batas Atterberg digunakan sebagai dasar penilaian macam stabilisasi yang akan digunakan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.
Petunjuk dari Tabel 4 hanya sebagai pertimbangan awal, dan dapat digunakan untuk maksud modifikasi tanah.
2.4. Lapis Pondasi Tanah Semen
Lapis Pondasi Tanah Semen adalah lapis pondasi yang terbuat dari tanah yang distabilisasi dengan semen. Menurut Manual Konstruksi dan Bangunan Lapis Pondasi Tanah Semen (2006), stabilisasi tanah dengan semen adalah campuran tanah dengan semen dan air dengan komposisi tertentu sehingga tanah tersebut memeliki sifat atau daya dukung yang lebih baik dari semula. Hardiyatmo (2010), Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering juga disebut stabilisasi kimiawi bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, dengan cara mencampur tanah dengan menggunakan bahan
Gambar 2. Nilai-nilai Batas-batas Atterberg
Untuk Subkelompok A-4, A-5, A-6, dan A-7 Sumber : Hardiyatmo (1996)
Tabel 3. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah
Sumber : Hardiyatmo (1996)
Tabel 4. Petunjuk Awal Untuk Pemilihan Metode Stabilisasi.
... (2)
... (3)
tambah dengan perbandingan tertentu.
B. Pengujian Pemadatan Ringan di Laboratorium Pemadatan adalah suatu proses memadatnya partikel tanah sehingga terjadi pengurangan volume udara dan volume air dengan memakai cara mekanis. Kepadatan tanah tergantung banyaknya kadar air, jika kadar air tanah sedikit maka tanah akan keras begitu pula sebaliknya bila kadar air banyak maka tanah akan menjadi lunak atau cair.
Pemadatan tanah dapat dilaksanakan di lapangan maupun di laboratorium. Dilapangan biasanya tanah akan digilas dengan mesin penggilas yang didalamnya terdapat alat penggetar, getaran akan menggetarkan tanah sehingga terjadi pemadatan. Sedangkan dilaboratorium menggunakan pengujian ringan (standart), yang disebut dengan uji Proctor, dengan cara suatu palu dijatuhkan dari ketinggian tertentu beberapa lapisan tanah di dalam sebuah
mold. Dengan dilakukannya pengujian pemadatan
tanah ini, maka akan terdapat hubungan antara kadar air dengan berat volume. Derajat kepadatan tanah diukur dari berat volume keringnya, hubungan berat volume kering (yb ), berat volume basah (yb )
dan kadar air (w) dinyatakan dengan Persamaan 2.
Untuk mengetahui kadar air yang optimum pada tanah, maka dilakukan pengujian pemadatan , pengujian tersebut dilakukan dengan pemadatan sampel tanah basah (pada kadar air terkontrol) dalam suatu cetakan dengan jumlah lapisan tertentu. Setiap lapisan dipadatkan dengan sejumlah tumbukan yang ditentukan dengan penumbuk dengan massa dan tinggi jatuh tertentu. Apabila diketahui berat tanah basah didalam cetakan yang volumenya diketahui, maka berat isi basah dapat langsung dihitung dengan Persamaan 3.
γbasah adalah perbandingan berat tanah basah
dalam cetakan dengan volume cetakan, kadar air diperoleh dari tanah yang dipadatkan.
C. Uji Kuat Tekan Bebas (UCS)
Pengujian ini merupakan cara dilakukan di
laboratorium untuk menghitung kekuatan geser tanah. Uji kuat tekan bebas ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai sampel tanah berbentuk silinder yang bebas bagian sampingnya tersebut terpisah dari butiran-butirannya (pecah) juga mengukur regangan tanah akibat tekanan. Pengujian kuat tekan ini dilakukan pada tanah asli dan juga pada tanah yang sudah diberi campuran semen. Namun untuk tanah yang sudah diberi campuran semen, pengujian dilaksanakan pada waktu peram 7 hari. Pembacaan tegangan pada pengujian kuat tekan bebas ini dibatasi sampai regangan 20%.
Nilai kuat tekan bebas (UCS) untuk lapis pondasi tanah semen disyaratkan (Spesifikasi Umum 2010, revisi 3), seperti ditunjukkan didalam Tabel 5.
3. METODE PENELITIAN
Pengujian dilakukan terhadap tanah lokal (existing) dalam kondisi terganggu (disturbed) quari desa Manyawang pada ruas jalan Lungkuh Layang – Buntok. Tahapan pengujian dilaksanakan sesuai dengan bagan alir seperti pada Gambar 3.
Tabel 5. Kriteria Kekuatan Lapis Pondasi Tanah Semen
Sumber : Spesifikasi Umum 2010, revisi 3
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini mengulas tentang lapis pondasi tanah semen yang sudah distabilisasi dengan semen kadar semen 5%, 6%, 7%, 8% dan 9% dengan pengujian sifat fisik dan mekanik di laboratorium.
4.1. Hasil Pengujian Material 4.2. Semen
Semen yang digunakan tipe I merk Tonasa dengan hasil uji berat jenis diperoleh 3,12 gr/cc dan menurut Suci Wulandari Indah Pratama dkk, ikatan awal 45 menit dan ikatan akhir 375 menit dari hasil pengujian Vicat.
4.3. Air
Air yang digunakan adalah air dari PDAM dengan hasil uji PH 5,10, berdasarkan SNI 03-3438-1994 (PH 4,5 – 8,5) memenuhi syarat untuk digunakan dalam Lapis Pondasi Tanah Semen.
4.4. Tanah
Pengujian dilakukan terhadap tanah yang diambil di quari Dusun Mayawang, Timpah, pada ruas jalan Lungkuh Layang – Buntok dalam kondisi terganggu (disturbed). Pengujian yang dilakukan ini dibagi
menjadi 2 (dua) kelompok utama yaitu uji sifat fisik dan sifat mekanis tanah.
A. Hasil Uji Sifat Fisik Tanah 1. Analisis Uji Analisa Saringan
Gradasi ukuran butir material tanah lokal sangat penting dan salah satu faktor yang mempengaruhi terhadapat kekuatan. Berdasarkan hasil analisis uji distribusi ukuran butir dapat di lihat pada Gambar 4.
Dari hasil pengujian distribusi ukuran butir yang dapat dilihat pada Gambar 5 menunjukan material untuk pekerjaan Lapis Pondasi Tanah Semen memenuhi persyaratan yang di ijinkan (Porland
Cement Association ,1979).
2. Analisis Uji Batas-batas Atterberg
Dari analisis pengujian batas-batas Atterberg material tanah lokal dapat di lihat pada Gambar 5.
Tanah Manyawang termasuk golongan plastisitas rendah (PI) 6,21% ≤ 10% syarat
Gambar 4. Hasil Uji Distribusi Ukuran Butir
Material Tanah Manyawang
Gambar 5. Hasil Pengujian Batas Cair
Material Tanah Manyawang
Gambar 6. Diagram Plastisitas Tanah Berbutir
Halus Sistem USCS Sumber : Hendarsin (2000)
Gambar 7. Nilai-nilai Batas-Batas Atterberg untuk
Subkelompok A-4, A-5,A-6 dan A-7 Sumber : Hendarsin (1996)
yang ditentukan (Hicks 2002).
Klasifikasi Tanah Sistem USCS berdasarkan hasil batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI), yang diplotkan dengan diagram plastisitas, termasuk pada kelompok CL-ML yaitu lanau tak organik, lempung kepasiran
dengan plastisitas rendah dapat dilihat pada Gambar 6.
Berdasarkan Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO dan hasil pengujian batas cair (LL) serta indek plastisitas (PI), termasuk pada kelompok A-4 yaitu lempung lanau dengan plastisitas rendah dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 8. Hubungan Kadar Air dengan
Berat Isi Kering
Gambar 9. Hasil Uji Kuat Tekan Bebas Tanah
B. Hasil Uji Sifat Mekanik Tanah 1. Analisis Uji Pemadatan Ringan
Hasil uji pemadatan ringan tanah didapat grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (ydmax) dan kadar air optimum
(Wopt) seperti pada Gambar 8.
2. Analisis Uji Kuat Tekan Bebas (UCS)
Hasil uji pemadatan standar dan uji UCS tanah, hubungan antara kedua pengujian tesebut diplotkan dalam grafik yang akan menghasil nilai UCS seperti pada Gambar 9.
4.5. Pengaruh Semen Terhadap Tanah Lokal
A. Analisis Uji Pemadatan Ringan
Hasil pengujian pemadatan ringan terhadap lapis pondasi tanah semen dengan kadar semen yang bervariasi didapat grafik hubungan antara kadar air dengan berat isi kering didapat seperti pada Gambar 10.
Dari Gambar 10 dapat disimpulkan peningkatan berat isi kering maksimum dari tanah lokal 1,855 t/
Gambar 10. Hubungan Kadar Air dengan
Berat Isi Kering
Gambar 11. Hubungan Kadar Semen dengan
Kadar Air Optimum
m3, setelah distabilisasi dengan semen meningkat
menjadi menjadi 858 t/m3, 1,860 t/m3, 1,863 t/
m3 , 1,872 t/m3 dan 1,883 t/m3, seiring dengan
bertambahnya kadar semen. Dari hasil pengujian pemadatan ringan dengan kadar semen yang bervariasi dapat diplotkan dalam satu grafik hubungan antara kadar semen dengan kadar air optimum didapat seperti pada Gambar 11.
Dari Gambar 11 dapat disimpulkan bahwa penurunan kadar air optimum (Wopt) dari tanah lokal 13,0%
menjadi Wopt 12,5%, 11,8%, 11,6%, 11,5%, dan 11,0%, seiring dengan bertambahnya kadar semen. Peningkatan berat isi keringnya dan/atau menurunkan kadar air optimum (Wopt)dari tanah dikarenakan pengaruh penambahan semen yang mengisi rongga pori tanah, pada saat kondisi tanah berisi air dan udara. Akibat adanya penambahan semen yang mengisi dalam rongga pori tanah, persentasi air yang dikandung tanah menjadi berkurang. Peningkatan partikel padat (semen) berdampak pada peningkatan berat isi keringnya dibandingkan pada kondisi tanah semula.
b. Analisis Uji Kuat Tekan Bebas (UCS)
Hasil - hasil pengujian kuat tekan bebas (UCS) terhadap lapis pondasi tanah semen dengan kadar semen yang bervariasi dapat diplotkan dalam satu grafik hubungan antara kadar air dengan berat isi kering didapat seperti pada Gambar 12.
Dari Gambar 12 dapat disimpulkan peningkatan
UCS7hari dari tanah Manyawang 3,524%, setelah
distabilisasi dengan semen meningkat menjadi menjadi 18,16 kg/cm2, 23,82 kg/cm2, 33,80 kg/cm2
, 44,05 kg/cm2, dan 46,52 kg/cm2, seiring dengan
bertambahnya kadar semen. Kuat tekan bebas (UCS) bertambah karena rongga pori tanah seluruh atau sebagian besar terisi oleh pasta semen dan partikel-partikel tanah secara meluas, terikat oleh semen pada titik-titik kontak yang menyebabkan butiran saling bersinggungan dan rongga porinya semakin kecil, maka semakin besar aksi sementasi
semakin besar pula kekuatan campuran tanah-semen.
4.6. Kadar Semen Optimum Lapis Pondasi Tanah Semen
Salah satu tujuan dari penelitian ini, untuk mengetahui kontribusi semen terhadap parameter-parameter kuat tekan bebas (UCS) untuk meningkatakan mutu tanah Manyawang agar bisa digunakan sebagai lapis pondasi perkerasan yang ideal sesuai dengan syarat-syarat spesifikasi teknik atau referensi yang ada. Berdasarkan hal tersebut di atas dan hasil penelitian di laboratorium, kadar semen optimum (PCopt) yang digunakan terhadap nilai UCS seperti pada Gambar 13.
Berdasarkan hasil pengeplotan pada Gambar 13 didapat nilai UCSMin 20 kg/cm2 dengan PC
Min 5,3%,
UCSOpt 24 kg/cm2 dengan PC
Opt 5,8% dan UCSMax 35
kg/cm2 dengan PC
Max 7,1% (nilai UCS sesuai dengan
Spesifikasi Umum 2010, revisi 3), umur pemeraman 7 hari.
Dengan PCMin 5,3%, PCOpt 5,8% dan PCMax 7,1% ,
maka didapat ydmax 1,858 t/m3, 1,859 t/m3 dan 1,865
t/m3 seperti pada Gambar 14.
Dengan PCMin 5,3%, PCOpt 5,8% dan PCMax 7,1%,
maka didapat kadar air seperti pada Gambar 15.
Gambar 13. Hubungan Kadar Semen dengan
Kadar Air Optimum
Gambar 14. Hubungan Kadar Semen
dengan Berat Isi Kering Maksimum
Gambar 15. Hubungan Kadar Semen
Berdasarkan hasil pengeplotan pada Gambar 15 didapat nilai Wopt 12,3%, 12,1% dan 11,6%.
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis penelitian ini, maka dapat simpulkan sebagai berikut :
A. Uji distribusi ukuran butir tanah quari dusun Manyawang memenuhi persyaratan yang di ijinkan.
B. Indek plastisitas tanah quari Manyawang memenuhi syarat yang diijinkan sebagai material stabilisasi tanah semen yaitu 6,21% ≤ 10%
(Hicks,2002) dan klasifikasi tanah sistem USCS
termasuk pada kelompok CL-ML yaitu lanau tak organik, lempung kepasiran dengan plastisitas rendah dan AASHTO termasuk pada kelompok
A-4 yaitu lempung lanau dengan plastisitas
rendah.
C. Berat isi kering maksimum (ydmax) dari tanah
1,855 t/m3, setelah distabilisasi dengan semen
meningkat menjadi menjadi 1,858 t/m3, 1,860
t/m3, 1,863 t/m3 , 1,872 t/m3 , 1,883 t/m3,
dan kadar air optimum (Wopt) dari tanah 13,0%
menjadi Wopt 12,5%, 11,8%, 11,6%, 11,5%, dan 11,0%,.
D. Nilai UCS tanah Manyawang 3,524%, setelah distabilisasi dengan semen meningkat menjadi menjadi 18,16 kg/cm2, 23,82 kg/cm2, 33,80 kg/
cm2 , 44,05 kg/cm2, dan 46,52 kg/cm2, seiring
dengan bertambahnya kadar semen E. Dengan UCSOpt 24 kg/cm2 didapat PC
Opt 5,8%,
ydmax 1,859 t/m3, dan W
opt 12,1%.
5.2. Saran
Berdasarkan kesimpulan dari penyusunan penelitian ini, maka di saran dalam pemilihan sumber material (quari) secara visual dipilih yang tanah berbutir (berpasir dan berkerikil).
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standar Nasional, (2008).Cara Uji Penentuan Batas Cair Tanah (SNI 1967-2008). Jakarta
Badan Standar Nasional, (2008).Cara Uji Penentuan Batas Plastisitas dan Indeks Plastisitas Tanah (SNI 1966-2008). Jakarta
Badan Standar Nasional, (2008). Cara Uji Analisis Butir Tanah (SNI 3423-2008). Jakarta
Badan Standar Nasional, (2089).Cara Uji Kepadatan Ringan Untuk Tanah (SNI 03-1742-1989).
Jakarta
Badan Standar Nasional, (2002). Metode Pengujian
Kuat Tekan Bebas Campuran Tanah-Semen (SNI 03-6887-2002). Jakarta
Badan Standar Nasional, (1994). Tata Cara Pembuatan Stabilisasi Tanah Dengan Semen Portland Untuk Jalan (SNI 03-3438-1994).
Jakarta
Badan Standar Nasional, (2002). Metode Pengujian Hubungan Antara Kadar Air Dan Kepadatan Pada Campuran Tanah-Semen (SNI 03-6886-2002). Jakarta
Das. (2008). Advanced Soil Mechanics. Third Edition. Publishing by Taylor & Francis. New York, U.S.A
Hardiyatmo, (1996). Mekanika Tanah I. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Hardiyatmo, H.C, (2010), Stabilisasi Tanah Untuk
Perkerasan Jalan, Gajah Mada University
Press, Yogyakarta.
Hendarsin, (2000). Perencanaan Teknik Jalan Raya. Penerbit Politeknik Negeri Bandung
Kementerian Pekerjaan Umum (2006), Manual
Konstruksi dan Bangunan Lapis Pondasi Tanah Semen
Pusat Litbang Prasarana Transportasi Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum, (2014). Spesifikasi Umum 2010 (revisi 3), Jakarta
SNI 1965:2008, Cara Uji Penentuan Kadar Air Untuk
Tanah dan Batuan di Laboratorium
Suci W. I. P dkk, (2000). Pembuatan dan Pengujian
Kualitas Semen Portland Yang Diperkaya Silikat Abu Ampas Tebu. Jurnal Jurusan Fisika
