STABILISASI TANAH EKSPANSIF DI KAWASAN BUKIT INDAH CITY DAN PENGARUHNYA TERHADAP BIAYA | Zayadi | SIPIL 2029 4435 1 SM

(1)

STABILISASI TANAH EKSPANSIF DI KAWASAN BUKIT INDAH

CITY DAN PENGARUHNYA TERHADAP BIAYA

Ruwaida Zayadi 1

ABSTRAK

Perilaku tanah ekspansif dengan penyebarannya cukup luas, diataranya di kawasan Bukit Indah City Cikampek, seringkali menimbulkan masalah yang mengakibatkan kerusakan struktur bangunan, seperti: retakan pada badan jalan/lereng, retakan pada dinding bangunan, menggelembungnya lantai dasar bangunan, dan lain sebagainya. Oleh karena itu sifat dasar tanah tersebut harus dapat dirubah sehingga dapat dimaksimalkan sebagai bahan atau media pendukung konstruksi sesuai dengan fungsinya. Untuk mengatasi hal ini yang terpenting menjaga agar kadar airnya tidak berubah. Cara lain yang lazim dilakukan adalah menstabilisasi tanah dengan atau tanpa bahan tambahan. Untuk keperluan tersebut maka dilakukan penelitian mencari metoda untuk memperbaiki sifat dasar tanah ekspansif dengan bahan tambahan yang lebih variatif sehingga diperoleh hasil yang paling optimal dan efektif serta biaya murah. Penggunaan bahan stabilisasi yaitu: semen, pasir dan kapur pada dasarnya dapat digunakan dalam menurunkan sifat ekspansif tanah asli. Komposisi yang cocok adalah tanah asli dengan 25% kapur, tanah asli dengan 20% pasir dan tanah asli dengan 10% semen. Penggunaan semen sebenarnya dapat diandalkan, selain komposisinya hanya 10% dengan biaya relatif paling murah serta mudah diperoleh di pasaran. Namun penambahan bahan semen tidak terlalu signifkan dalam mengurangi sifat ekspansif tanah tersebut. Dari penelitian ini diperoleh kesimpulan bahwa pengaruh metoda perbaikan tanah ekspansif dengan penambahan 3 (tiga) bahan stabilisasi tersebut terhadap biaya yang diperlukan, ternyata tidak menghasilkan solusi seperti yang diharapkan. Oleh karena itu untuk mengatasi permasalahan tanah ekspansif, khususnya di kawasan Bukit Indah City dalam merencanakan suatu konstruksi bangunan tertentu sebaiknya menggunakan fondasi dalam sampai lapisan keras.

Kata kunci: Tanah ekspansif, metoda perbaikan tanah, model biaya.

ABSTRACT

Expansive soil behaviour with its wide geographical distribution, such as at Bukit Indah City Cikampek, often creates one or more problems which may cause structural damage of the building as road/slope cracked, cracking on the structural wall of the building, uneven flooring, and others. In that case, the basic soil characteristic must be changed or adjusted to support the maximization of materials used or construction supporting media based upon its functions. Keeping the water contain at the same volume is the best solution.

Another feasible way is to do the stabilization of soil with or without the additional materials. For this reason, this research purpose is to find out the right method to improve the basic expansive soil with vary additional materials to gain the optimal and effective results as well as at low cost. Stabilization materials such as cement, sand, and lime could reduce the basic expansive soil characteristic. The appropriate composition is basic soil with 25% of lime, basic soil with 20 % of sand, and the basic soil with 10 % of cement. The advantage of using cement is it offers low cost, and it is easy to buy in markets. But, the addition of cement, does not too significant in reducing that expansive soil characteristic. As conclusion, this research shows that the impact of ground improvement method of expansive soil by adding 3 (three) materials as its stabilizer components at the certain needed cost, is not the right solution as per expectation. Therefore, to figure out this problem, particularly at Bukit Indah City area, in a planning process of certain building construction, it is advised to use the suitable deep foundation until it reaches the hard layer.

Keywords: Expansive Soil, Ground Improvement Method, Cost Model

(2)

1. PENDAHULUAN

Dalam perencanaan struktur bangunan teknik sipil sering dijumpai keadaan tanah dengan

sifat-sifat yang tidak mendukung struktur tersebut, sehingga diperlukan stabilisasi/

perbaikan sifat tanah untuk memenuhi syarat teknis yang diperlukan.

Secara praktis stabilisasi tanah merupakan rekayasa terhadap tanah dasar dengan atau

tanpa bahan campuran, untuk meningkatkan daya dukung terhadap tegangan fisik atau

kimiawi akibat cuaca serta lingkungan, selama masa guna. Sifat dasar tanah yang

beragam seperti: kekuatan, kekakuan, kemampatan, sensitivitas, potensi mengembang,

permeabilitas, dan perubahan volume, memerlukan variasi perbaikan tanah yang berbeda.

Cara yang dapat digunakan dapat dengan metode yang paling sederhana, yaitu dengan

pemadatan, atau dengan cara menggunakan bahan tambahan hingga pada cara termal atau

elektrokinetik. Tanah ekspansif merupakan salah satu tanah yang bermasalah untuk

bidang konstruksi, karena mempunyai potensi kembang-susut yang tinggi dan

penyebarannya cukup luas, khususnya di Cikampek dan sekitarnya, diantaranya di

kawasan Bukit Indah City.

Tanah di kawasan Cikampek dan sekitarnya terdiri dari tanah ekspansif yang mempunyai

kecenderungan mengembang dan menyusut yang tinggi sehingga dapat dikategorikan

sebagai tanah bermasalah. Tanah yang mempunyai sifat demikian dapat mengakibatkan

kerusakan struktur bangunan antara lain: terjadinya retakan pada badan jalan/lereng,

retakan pada dinding bangunan, menggelembungnya lantai dasar bangunan, dan lain

sebagainya. Sifat dasar tanah tersebut harus dirubah sehingga dapat digunakan sebagai

bahan atau media pendukung konstruksi sesuai dengan fungsinya. Untuk mengatasi hal

ini yang terpenting adalah menjaga agar kadar air tidak berubah. Cara lain yang lazim

dilakukan adalah memperbaiki/menstabilisasi tanah dengan atau tanpa bahan tambahan.

Permasalahannya adalah apakah tanah tersebut masih bisa dimanfaatkan dan bagaimana

caranya agar bisa maksimal?. Dengan latar belakang tersebut diatas, perlu dilakukan

penelitian untuk mencari metoda guna memperbaiki sifat tanah ekspansif dengan bahan

tambahan yang lebih variatif sehingga diperoleh gambaran hasil yang paling optimal dan

efektif serta biaya murah. Untuk keperluan tersebut maka dilakukan percobaan suatu

campuran dengan menggunakan 3 (tiga) bahan yang berbeda dengan harapan dapat

memperbaiki sifat mekanis dasar tanah tersebut. Dengan adanya stabilisasi diharapkan

akan menambah kekuatan daya dukung tanah tersebut, sehingga terjadi stabilitas jangka

panjang selama masa guna.

(3)

semen dan pasir diambil dari Jakarta dan kapur diambil dari Sukabumi. Penelitian

dilakukan dengan bahan pencampur yang sedemikian mudahnya diperoleh dipasaran

sehingga akan menekan biaya yang dibutuhkan.

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1 Tanah Ekspansif

Peristiwa kembang-susut pada tanah telah lama diketahui di dalam bidang geoteknik

namun intensitasnya tergantung pada jenis tanahnya. Demikian juga dengan kerusakan

yang diakibatkan oleh hal ini. Dengan bertambah pesatnya dunia konstruksi, maka akibat

kerusakan yang ditimbulkan oleh tanah ekspansif ini menjadi mulai diperhatikan.

Mengingat kebanyakan perguruan tinggi tidak mengadakan pendidikan khusus untuk

konstruksi fondasi dan perkerasan ditanah ekspansif, maka sudah sejak tiga dekade telah

diadakan penelitian-penelitian yang difokuskan pada tanah ekspansif. Penelitian yang

telah dilakukan adalah untuk menentukan sifat-sifat dari tanah ekspansif tersebut dan cara

memperbaiki jenis tanah ini.

2.2 Identifikasi Tanah Ekspansif

Untuk menentukan klasifikasi suatu contoh tanah adalah ekspansif, maka perlu diketahui

colloid content serta indeks plastisitasnya sebagaimana terlihat pada tabel 1, 2, dan 3

Tabel 1. Expansisive soil classification based on colloid content, plasticity index and

shrinkage limit,

Data from Index Tests* _{Probable Expansion}

(% Total Volume Sumber: After Holtz and Gibbs (1956), *based on Vertical Loading of 1.0 psi.

Tabel 2. Expansisive soil classification based on percent passing no. 200 sieve, liquid

limit, and standard penetration resistance for Rocky Mountain soil,

(4)

Tabel 3. Expansisive soil classification basedon plasticity and shrinkage index,

PI (%) SI (%) Degree of

Expansion

<12 12 - 23 23 - 32 >32

<15 15 – 30 30 – 40 > 40

Low Medium

Height Very Height Sumber: After Rahman (1967)

3. METODE PENELITIAN

Telah tersedia banyak metode stabilisasi dan rekayasa pondasi untuk mengantisipasi

tanah ekpansif, tetapi kebanyakan metode tersebut bersifat coba-coba meskipun telah

berhasil dilaksanakan pada kasus-kasus tertentu. Metode yang telah berhasil dilaksanakan

di suatu lokasi di Indonesia tidak serta merta dapat diterapkan di lokasi lain, oleh karena

itu pengalaman lokal di Indonesia perlu didokumentasikan dan diukur tingkat

keberhasilannya. (Djoko Susanto, Noormasari, 2003).

3.1 Identifikasi Tanah Ekspansif sebelum Stabilisasi

Uji laboratorium terhadap tanah asli (sebelum stabilisasi) yang diambil dari lokasi Bukit

Indah City, Cikampek. Tanah tersebut diambil sebagai bahan penelitian, karena disekitar

lokasi terdapat kegagalan yang diakibatkannya seperti sejumlah kolom struktur yang

miring, bangunan yang retak-retak. Tingkat mengembang dari tanah ekspansif dievaluasi

dengan uji Specific Gravity berdasarkan ASTM D854-92 dan Atterberg Limits

berdasarkan ASTM 427-93 (Shrinkage Limit), ASTM 4318-93 (Liquid Limit, Plastic

Limit dan Index Plasticity) telah diperoleh hasil sebagaimana terlihat pada tabel 5

dibawah ini.

a. Berdasarkan nilai Liquid Limit sesuai kriteria dari Chen (1965), swelling

potensial dari tanah ekspansif ini termasuk kategori sangat tinggi (very high).

b. Berdasarkan Plasticity Index menurut Rahman (1967), tingkat ekspansi dari tanah

ekspansif ini termasuk kategori sangat tinggi (very high).

c. Berdasarkan Plasticity Index, colloid content dan shrinkage limit menurut Holtz

and Gibb (1956) sebagaimana dikutip Chen (1965), tingkat ekspansif ini adalah

termasuk kategori sangat tinggi (very high).

Uji Kompaksi standar proctor berdasarkan ASTM D-698-91 dan CBR

berdasarkan ASTM D-1883-92 telah menghasilkan data: kadar air optimum (opt) sebesar

(5)

3.2 Identifikasi Tanah Ekspansif setelah Stabilisasi

Pada stabilisasi kali ini menggunakan 3 (tiga) bahan tambahan yaitu kapur, pasir dan

semen. Prosentase penambahan bahan stabilisasi adalah 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 15%,

20%, 25% dan 30%. Tingkat mengembang dari tanah ekspansif yang telah distabilisasi

dengan sejumlah uji yang sama, telah diperoleh hasil pada tabel 6, tabel 7, dan tabel 8,

berikut gambar 1. dibawah ini. Sementara uji kompaksi standar proctor terhadap tanah

yang telah distabilisasi telah menghasilkan data pada tabel 9 dan gambar 2 sampai dengan

gambar 5.

3.3 Simbol umum dari model biaya dapat digambarkan seperti:

C = A x P

dimana:

C = biaya

A = sebuah parameter (volume, luas, dsb)

P = unit biaya

Simbol tersebut dapat berkembang menjadi:

C =  Ai x Pi

Persamaan ini merupakan total biaya dari sistem yang luas, dimana:

Ai = ukuran unit dari sistem i

Pi = biaya per unit dari sistem i

4. HASIL PENELITIAN

4.1 Hasil identifikasi tanah ekspansif pada kondisi asli dan setelah dilakukan perbaikan

sebagaimana tabel 5. sampai dengan tabel 9.

Tabel 5. Identifikasi tanah ekspansif kondisi asli,

Parameter Nilai (%)

Gs

Colloid Content

LL PL SL PI

2,2288 36,4200 102,9580 24,9200 6,6500 76,0380

Tabel 6. Identifikasi tanah ekspansif + kapur,

Campuran LL(%) PL(%) SL(%) PI (%)

TA 112,8 36,00 15,00 76,80

TA+ 2% 106,93 35,50 14,30 71,43

TA + 4% 102,22 34,40 12,30 67,82

TA + 6% 96,00 34,40 11,20 61,60

(6)

TA + 10% 86,80 34,04 11,20 52,76

TA + 15% 80,77 34,00 11,23 46,77

TA + 20% 75,60 33,88 11,52 41,80

TA +25% 71,64 33,80 13,57 37,84

TA + 30% 66,98 33,60 13,87 33,8

Tabel 7. Identifikasi tanah ekspansif + pasir,

TA 112,8 36,00 15,00 76,80

TA+ 2% 105,48 36,80 21,84 68,68

TA + 4% 103,00 35,60 23,45 67,40

TA + 6% 101,30 33,20 23,75 68,10

TA + 8% 99,22 31,60 23,75 67,60

TA + 10% 96,37 31,10 22,80 65,27

TA + 15% 90,53 28,57 23,49 61,96

TA + 20% 90,28 27,72 23,56 62,56

TA +25% 84,82 27,26 23,56 57,56

TA + 30% 83,68 26,30 23,76 57,38

Tabel 8. Identifikasi tanah ekspansif + semen,

TA 112,8 36,00 15,00 76,80

TA+ 2% 102,30 36,00 15,34 66,30

TA + 4% 97,55 36,20 15,38 61,35

TA + 6% 95,30 36,40 15,40 58,90

TA + 8% 92,65 36,60 15,60 56,05

TA + 10% 92,21 37,10 15,94 55,11

TA + 15% 92,10 37,22 18,44 54,88

TA + 20% 93,65 37,32 18,56 56,33

TA +25% 93,09 37,40 17,70 55,69

TA + 30% 93,57 37,60 18,46 55,97

Tabel 9. Hasil percobaan kompaksi dan CBR sebelum dan sesudah stabilisasi,

Sample bahan stabilisasi

(%)

opt



(%)

max d



(kN/m3₎

CBR (%)

2.5 mm 5.0 mm

Tanah Asli - 21,78 13,64 10,22 9,56

Tanah+ Kapur 25 16,59 13,07 29,20 33,50

Tanah + Semen 10 18,62 14,36 8,39 7,39

(7)

Gambar 1. Pengaruh penambahan bahan stabilisasi (kapur; pasir dan semen).

Lem pung cam pur Kapur Bukit Indah City - 2007

0. 00

Lem pung cam pur Pasir Bukit Indah City - 2007

0. 00

Lem pung cam pur Sem en Bukit Indah City - 2007

(8)

Gambar 2. Variasi kadar air dan berat kering tanah asli dan dengan campuran 10%

semen.

Tanah Expansive campur 10% Portland Cement

(9)

Gambar 3. Variasi kadar air dan berat kering dengan campuran 20% pasir dan 25% kapur.

Tanah Expansive campur 20% Pasir

Water content (%)

Tanah Expansive campur 25% Kapur

(10)

Gambar 4. Nilai CBR untuk tanah asli dan dengan campuran 10% semen

Tanah Expansive 'ASLI'

Piston Penetration (m m )

L

Tanah Expansive campur 10% Portland Cement

0

(11)

Gambar 5. Nilai CBR dengan campuran 20% pasir dan 25% kapur

4.2 Hasil perhitungan harga satuan tanah ekspansif yang telah distabilisasi

a. Perhitungan berat volume dari material stabilisasi:

1) Pasir:

Tanah Expansive campur 20% Pasir

0

L

Tanah Expansive campur 25% Kapur

0

(12)



= 1,263 t/m3_{= 1263 kg/m}3

3) Kapur:

W

can = 197,2 gram

W

can+kapur = 421,3 gram

W

sand = 224,1 gram



= 0,527 t/m3_{= 527 kg/m}3

b. Harga satuan material stabilisasi: (harga hanya estimasi, bisa berubah

sewaktu-waktu)

1). Pasir = Rp. 500.000,-/m3

2). Semen = Rp. 80.000,-/Zak/50 kg  Rp. 1600,-/kg Maka harga semen = 1263 x Rp. 800,- = Rp.2.020.800,-/m3

3). Kapur = Rp. 6.000,-/kg

maka harga kapur = 527 x Rp. 3.000,- = Rp.2.162.000,-/m3

c. Penggunaan material stabilsasi dalam setiap campuran adalah:

1). Pasir = 0,20x Rp. 300.000,- = Rp. 48.000,-/m3 2). Semen = 0,10xRp.2.202.800,- = Rp. 202.080,-/m3 3). Kapur = 0,25xRp. 2.1621.000,- = Rp. 790.500,-/m3

5. PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN

5.1 Hasil Uji Laboratorium

Dari hasil uji laboratorium terhadap tanah ekpansif, secara garis besar ditunjukkan pada

tabel 6 sampai dengan tabel 9 dan gambar 1 sampai dengan gambar 5.

a. Dengan menggunakan bahan stabilisasi kapur, terlihat adanya kecenderungan

peningkatan batas susut/pengurangan indeks plastisitas yang berarti terjadi

pengurangan sifat ekspansif dari tanah tersebut.

b. Dengan menggunakan bahan stabilisasi semen, tidak terlihat adanya perubahan yang

spesifik, hal ini karena kemungkinan belum terjadinya proses pengerasan pada

semen.

c. Dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir, tidak terlihat adanya perubahan yang

spesifik, bahkan hal ini lebih kearah sebagai pengganti tanah asli dengan volume

pasir.

d. Dari butir 2 dan 3 diatas, perlu dilakukan percobaan ulang terhadap tanah ekpansif

dengan material stabilisasi semen dan pasir. Hal ini diperlukan untuk meyakini hasil

(13)

e. Dengan menggunakan bahan stabilisasi kapur terlihat adanya peningkatan nilai

CBR, hal ini sangat menguntungkan dalam hal perencanaan tebal perkearasan jalan.

5.2 Hasil Perhitungan Biaya

Dari perhitungan biaya terhadap stabilisasi tanah ekspansif telah menghasilkan data:

a. Dengan menggunakan bahan stabilisasi semen:

- diperlukan campuran 10% bahan semen,

- diperlukan biaya Rp. 202.080,-/m3_,

- menghasilkan Plasticity Index (PI) yang tetap tinggi,

- menghasilkan nilai CBR yang rendah,

- biaya relatif murah, bahan mudah diperoleh, namun tidak signifikan

mengurangi sifat ekspansifnya.

b. Dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir:

- diperlukan campuran 20% bahan pasir,

- menghasilkan Plasticity Index (PI) yang tetap tinggi,

- menghasilkan nilai CBR yang rendah,

- biaya relatif murah, bahan mudah diperoleh, namun tidak signifikan

c. Dengan menggunakan bahan stabilisasi kapur:

- diperlukan campuran 25% bahan kapur,

- menghasilkan Plasticity Index (PI) yang rendah,

- menghasilkan nilai CBR yang tinggi,

- biaya relatif mahal, bahan sulit diperoleh, namun cukup signifikan dalam

6. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan bahasan hasil uji laboratorium yang telah dilaksanaakan dalam penelitian

ini, maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan ke-3 (tiga) bahan stabilisasi pada

dasarnya dapat digunakan, namun untuk pasir kurang signifikan dalam menurunkan sifat

ekspansif tanah asli, sedangkan untuk kapur terlalu mahal untuk saat ini, karena bahan ini

(14)

Komposisi yang cocok untuk ketiganya adalah tanah asli dengan campuran 25% kapur,

tanah asli dengan campuran 20% pasir dan tanah asli dengan campuran 10% semen.

Penggunaan semen sebenarnya dapat diandalkan, selain komposisinya hanya 10% dengan

biaya ralatif murah yaitu Rp. 202.080,-/m3_{, juga bahan tersebut mudah diperoleh di}

pasaran. Namun penambahan bahan semen tidak terlalu signifkan dalam mengurangi sifat

ekspansif tanah tersebut.

Dari penelitian ini, diperoleh kesimpulan bahwa pengaruh metoda perbaikan tanah

ekspansif dengan penambahan 3(tiga) bahan stabilisasi tersebut terhadap biaya yang

diperlukan, ternyata tidak menghasilkan solusi seperti yang diharapkan.

Oleh karena itu untuk mengatasi permasalahan tanah ekspansif khususnya di kawasan

Bukit Indah City dalam merencanakan suatu bangunan tertentu dengan beban yang cukup

besar, harus menggunakan fondasi dalam sampai lapisan keras.

6.2 SARAN

a. Perilaku tanah ekspansif selalu menimbulkan masalah, baik perencana maupun

pelaksana pekerjaan ketekniksipilan, maka perlu pemahaman lebih mendalam

terhadap identifikasi dan antisipasi masalah yang ditimbulkannya.

b. Karena potensi pengembangan dari tanah ekspansif tidak menunjukkan

permasalahan dengan segera, namun memerlukan waktu beberapa bulan, bahkan

beberapa tahun kemudian setelah konstruksi, maka biaya pemeliharaan

konstruksi tersebut harus mempertimbangkan biaya awal pembangunannya.

Aspek tehadap resiko ini dapat mempengaruhi alternatif disain, karena usaha

penanggulangannya tergantung biaya yang direncanakan untuk seluruh proyek.

c. Pada tahap perencanaan, penyelidikan tanah harus diarahkan untuk mendeteksi

potensi pengembanagan dari tanah ekspansif tersebut, agar dapat mengantisipasi

masalah-masalah yang akan timbul baik pada masa konstruksi maupun pasca

konstruksi, sehingga menghasilkan alternatif disain yang optimal.

d. Tersedia banyak metode stabilisasi dan rekayasa fondasi dalam mengantisipasi

masalah tanah ekspansif. Tetapi kebanyakan metode tersebut bersifat coba-coba

meskipun telah berhasil diterapkan pada kasus-kasus tertentu. Metode yang

berhasil dilaksanakan disuatu lokasi, tidak memberi jaminan bahwa metode

tersebut dapat diterapkan pada lokasi lain, oleh karena itu setiap pengalaman

(15)

e. Disarankan agar ada kerjasama antara instansi terkait (Developer, Perguruan

Tinggi, Pemerintah Daerah, dan pihak-pihak lainnya) untuk meneliti lebih lanjut

mengenai tanah ekspansif di Indonesai dan permasalahan yang ditimbulkannya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Joko Susanto & Noormalasari. 2003. "Perilaku tanah Ekspansif dan Metode

Perbaikannya di Lippo Cikarang". Dalam: Prosiding KOGEI –VI dan PIT VIII.

2. Nelson & Miller. 1992. Expansive Soil: “Problem and Practice in Foundation &