PENGARUH PENAMBAHAN ABU AMPAS TEBU TERHADAP KUAT GESER TANAH LEMPUNG Pengaruh Penambahan Abu Ampas Tebu Terhadap Kuat Geser Tanah Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur.

16  Download (0)

Teks penuh

(1)

PENGARUH PENAMBAHAN ABU AMPAS TEBU

TERHADAP KUAT GESER TANAH LEMPUNG

YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S - 1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

DHAMIS TRI RATNA PURI NIM : D 100 070 052 NIRM : 07 06 03010 50052

kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

PENGARUH PENAMBAHAN ABU AMPAS TEBU TERHADAP KUAT GESER TANAH LEMPUNG

YANG DI STABILISASI DENGAN KAPUR

ABSTRAKSI

Tanah merupakan pendukung kekuatan konstruksi dasar bangunan. Tanah yang baik adalah tanah yang mampu menahan beban di atasnya tanpa penurunan yang berarti. Sifat-sifat tanah pada suatu daerah akan menjadi pertimbangan dalam perencanaan teknik sipil. Tanah di Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen dari hasil penelitian Wiqoyah (2003) adalah tanah lempung. Tanah lempung ini berukuran 94,13% lolos saringan nomor 200, batas cair (LL) = 88,03%, dan indeks plastisitas (IP) = 49,44%. Menurut sistem klasifikasi sesuai aturan AASTHO tanah lempung Tanon termasuk ke dalam kelompok A-7-5 dengan nilai indeks kelompok (GI) sebesar 57,243 dan sesuai klasifikasi USCS

(Unified Soil Classification System) tanah tersebut digolongkan dalam kelompok CH yaitu lempung anorganik dengan plastisitas tinggi. Oleh karena itu, perlu pengkajian sifat- sifat fisis dan mekanis agar kekuatan konstruksi bangunan sesuai dengan sifat-sifat tanah yang layak digunakan sebagai dasar bangunan dengan cara stabilisasi.

Pada penelitian ini, bahan stabilisasi digunakan kapur 8% ditambah abu ampas tebu dengan variasi 0%, 3%, 6%, 9%, 12% dan 15% dari berat sampel. Pengujian meliputi sifat fisis dan kuat geser tanah campuran yaitu uji berat jenis, uji kadar air, uji Atterberg limits, uji analisa saringan, uji hydrometer, uji standard proctor, uji DST denganperawatan 3 hari dan 7 hari.

Hasil penelitian tanah campuran diklasifikasi berdasarkan sistem AASHTO, termasuk ke dalam kelompok A-5, A-2-5 dan A-2-4. Sedang berdasar klasifikasi

USCS, tanah campuran termasuk kelompok SC dan SM . Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air, nilai berat jenis, nilai batas cair, nilai batas plastis, indeks plastisitas, nilai persentase butiran tanah lolos saringan No.200 cenderung menunjukkan penurunan, adapun penurunan terbesar pada penambahan abu ampas tebu 15%. Nilai batas susut cenderung mengalami peningkatan terhadap tanah asli, adapun peningkatan terbesar pada penambahan abu ampas tebu 15%. Untuk uji

standard proctor diperoleh kadar air optimum cenderung mengalami penurunan, penurunan terbesar pada penambahan abu ampas tebu 15% sebesar 30,05% dan berat isi kering cenderung mengalami peningkatan, peningkatan terbesar pada penambahan abu ampas tebu 15% sebesar 1,31%. Nilai kuat geser dengan perawatan 3 hari dan 7 hari cenderung mengalami peningkatan seiring dengan penambahan abu ampas tebu. Nilai kohesi dan nilai sudut gesek dalam dengan perawatan 3 hari terbesar tejadi pada penambahan abu ampas tebu 15% masing-masing sebesar 0,324 kg/cm2 dan 47,78o. Nilai kohesi dan nilai sudut gesek dalam dengan perawatan 7 hari terbesar tejadi pada penambahan abu ampas tebu 15% masing-masing sebesar 0,360 kg/cm2 dan 51,23o

(3)
(4)

PENDAHULUAN

Dalam dunia ketekniksipilan, tanah mempunyai peranan yang sangat penting, karena tanah merupakan pendukung kekuatan konstruksi dasar bangunan. Tanah yang baik adalah tanah yang mampu menahan beban di atasnya tanpa penurunan yang berarti. Berdasarkan letak geografis suatu tempat, jenis tanah, karakteristik dan sifat tanah, tidak semua tanah sama, sehingga belum tentu tanah tersebut baik digunakan untuk pendukung struktur. Oleh karena itu perlu dilakukan perbaikan sifat-sifat tanah agar sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.

Tanah Tanon merupakan tanah yang bermasalah. Menurut Wiqoyah (2003), tanah Tanon merupakan tanah lempung dengan persentase 94,13% lolos saringan Nomor 200, batas cair (LL) = 88,03% , indeks plastisitas (IP) = 49,44%. Klasifikasi tanah Tanon berdasarkan metode American Association Of State Highway And Transportation Officials (AASHTO), termasuk dalam kelompok A-7-5, dari nilai indeks kelompok (GI) sebesar 57,243 dan berdasarkan klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System) termasuk kelompok CH (lempung anorganik dengan plastisitas tinggi). Sehingga perlu pengkajian sifat-sifat tanah agar tanah layak digunakan sebagai pendukung kekuatan konstruksi dasar bangunan dengan cara distabilisasi.

Stabilisasi merupakan perbaikan tanah yang memungkinkan tanah tersebut menjadi lebih baik sehingga secara teknis tanah memenuhi syarat untuk sebuah konstruksi. Dalam penelitian ini dilakukan percobaan di laboratorium guna mencari solusi terhadap permasalahan tanah lempung dengan mencampur tanah tersebut dengan kapur ditambah dengan abu ampas tebu yang bertujuan dapat memperbaiki sifat fisis dan kuat gesernya.

(5)

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah Lempung

Lempung didefinisikan sebagai golongan partikel yang mempunyai ukuran kurang dari 0,002 mm (=2 mikron). Hal ini disebabkan karena terjadinya proses kimiawi yang mengubah susunan mineral batuan asalnya yang disebabkan oleh air yang mengandung air atau alkali, oksigen dan karbondioksida. Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo, 1992) :

1. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm 2. Permeabilitas rendah.

3. Kenaikan air kapiler tinggi. 4. Bersifat sangat kohesif.

5. Kadar kembang susut yang tinggi. 6. Proses konsolidasi lambat.

B. Stabilisasi Tanah

Stabilisasi tanah dasar bertujuan untuk merubah struktur tanah atau sifat tanah sehingga dapat untuk memenuhi persyaratan dalam meningkatkan daya dukung tanah. Stabilisasi tanah dapat dilakukan dengan salah satu cara sebagai berikut (Bowles, 1991) :

1. Meningkatkan kepadatan tanah.

2. Menambah material yang efektif sehingga meningkatkan kohesi dan atau tahanan gesek yang timbul.

3. Menambah material untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dan fisik dari material tanah.

4. Menurunkan muka air tanah (drainase tanah). 5. Mengganti tanah-tanah yang buruk.

C. Abu Ampas Tebu

(6)

dianalisis dengan AAS (Atomic Absorbtion Spectometri) didapatkan hasil kandungan silika oksida (SiO2) sebesar 86,20% dan diuji dengan X-Ray Defractometri (XRD) untuk mengidentifikasi bentuk silika. Pengujian ini menunjukkan bahwa silika oksida (SiO2) yang terdapat pada abu ampas tebu berbentuk amorf. Sehingga dari perbandingan – perbandingan tersebut dapat disimpulkan bahwa abu ampas tebu memenuhi persyaratan sebagai stabilisator yang bersifat pozzolan.

D. Kapur

Stabilisasi dengan menggunakan kapur berfungsi hampir sama dengan stabilisasi dengan semen, perbedaannya:

1. Lebih ekonomis

2. Lebih cocok untuk tanah yang berbutir halus (plastisitas tinggi) 3. Relatif banyak tersedia di alam

LANDASAN TEORI

A.Sifat – Sifat Fisis Tanah 1. Kadar air tanah

Kadar air tanah (w) adalah perbandingan antara berat air yang dikandung tanah (Ww) dengan berat butiran padat (Ws) dalam tanah tersebut, dinyatakan dalam persen (Hardiyatmo,1992).

2. Berat jenis tanah (Specific Gravity)

Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw) pada temperatur 27°C. (Hardiyatmo, 1992).

3. Batas – batas Atterberg

a. Batas cair (Liquid Limit)

Batas cair (LL) didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis.

(7)

Batas plastis (PL) didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung.

c. Batas Susut (Shrinkage Limit)

Batas susut (SL) didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat yaitu persentase kadar air dimana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanah.

d. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Indeks Plastisitas (PI) merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis.

4. Klasifikasi tanah

a. USCS (Unified Soil Classification System)

Pada sistem Unified, tanah diklasifikasikan ke dalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika kurang dari 50% lolos saringan Nomor 200, dan sebagai tanah berbutir halus (lanau/lempung) jika lebih dari 50% lolos saringan Nomor 200. b. AASHTO (American Association of State Highway and

Transportation Officials).

Sistem klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) membagi tanah ke dalam 8 kelompok , A-1 sampai A-8 termasuk sub-sub kelompok. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. B. Pemadatan Tanah

(8)

dengan memaksa butir-butir tanah menjadi lebih rapat dan mengurangi pori udara. (Parwanto, 2011).

C. Kuat Geser Tanah

Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Pengujian kuat geser langsung adalah untuk menentukan kuat geser tanah setelah mengalami konsolidasi akibat suatu beban dengan drainase 2 arah.

METODE PENELITIAN

Tahapan Penelitian

Tahapan ini dapat dibagi menjadi empat tahap yaitu :

1. Tahap I : Tahap ini yang dilakukan mulai dari pengambilan sampel tanah dari Desa Jono, Kecamatan Tanon, Kabupaten Sragen dan abu ampas tebu dari PG. Tasik Madu, Karanganyar. Kemudian dikeringkan dan penyaringan sampel lolos No.4, menguji karakteristik abu ampas tebu dengan uji specific gravity.

2. Tahap II : Tahap ini melakukan pencampuran sampel tanah dengan kapur 8% dan abu ampas tebu dengan variasi 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15% dari berat sampel tanah. Kemudian dilakukan pemeraman selama 24 jam. Dilanjutkan dengan menentukan sifat fisis tanah campuran yang terdiri dari Atterberg limit yaitu batas cair (LL), batas plastis (PL), batas susut (SL), kadar air, specific gravity dan gradasi butiran masing – masing variasi. Selanjutnya pengujian

standard proctor yang bertujuan mencari kadar air optimum (Wopt) dan berat volume kering maksimum (γdmax) masing – masing variasi.

3. Tahap III : Tahap ini dilakukan untuk mengetahui klasifikasi tanah dan DST masing – masing variasi dengan kadar air optimum (Wopt) hasil uji standard proctor.

(9)

hasil penelitian. Klasifikasi tanah campuran diperoleh setelah dilakukan pelaksanaan uji sifat fisis tanah campuran. Kemudian dari langkah-langkah tersebut dapat diambil kesimpulan penelitian.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Tanah Asli

1. Pengujian sifat fisis tanah asli (Wiqoyah, 2003) Tabel V.1. Hasil uji sifat fisis tanah asli (Wiqoyah, 2003)

Spesifik

gravity LL (%) PL (%) SL (%) PI (%)

Lolos saringan no. 200 (%)

2,60 88.03 38.58 10.73 49,44 94,13

Diklasifikasikan Æ AASHTO termasuk dalam kelompok A-7-5 dari nilai indeks kelompok (GI) sebesar 57,243

Æ USCS termasuk ke dalam kelompok CH (lempung

anorganik dengan plastisitas tinggi).

2. Pengujian kadar air, standard proctor dan DST (Indrawan, 2006) Tabel V.2. Hasil uji kadar air dan standard proctor (Indrawan, 2006)

kadar air (%) w opt (%) γmax (gr/cm3)

18,71 30,50 1,315

Tabel V.3. Hasil uji DST (Indrawan, 2006)

Uji Direct Shear Test (DST)

Perawatan 3 hari Perawatan 7 hari

Kohesi (kg/cm2) 0,0953 Kohesi (kg/cm2) 0,0889

(10)

B. Uji Sifat Fisis Tanah Campuran

1. Uji Kadar Air (Water Content Analysis).

Tabel. V.4. Hasil Uji Kadar Air Penambahan abu

ampas tebu (%) + kapur 8%

0 3 6 9 12 15

Kadar air 17,727 17,191 16,576 15,960 15,368 14,903

Kadar air tanah asli 18,710

2. Uji Berat Jenis (Spesific Gravity)

a. Berat Jenis Kapur = 2,60 (Wiqoyah, 2003) b. Berat Jenis Abu Ampas Tebu

Tabel V.5. Berat Jenis Abu Ampas Tebu

Percobaan 1 2

Berat Jenis 1,37 1,34 Berat Jenis rata-rata 1,356

c. Berat Jenis Campuran

Tabel V.6. Hasil Uji Berat Jenis Tanah Campuran Penambahan

abu ampas tebu (%) + kapur

8%

0 3 6 9 12 15

Berat jenis 2,563 2,537 2,504 2,462 2,456 2,408

(11)

3. Uji Batas – Batas Atterberg

4. Uji Analisa Saringan dan Hydrometer

Tabel V.8. Hasil uji gradasi butiran

No. Diameter Penambahan Abu Ampas Tebu Tanah asli

0,040 30,496 19,217 17,881 16.829 15,580 14,831 62,52 0,028 29,994 18,486 17,045 16.285 15,073 13,754 56,31 0,015 29,114 17,268 16,254 15.850 13,958 12,637 40,79 0,010 28,486 17,024 15,914 15.523 13,654 12,451 31,48 0,0074 27,481 16,536 15,462 15.088 12,742 11,613 28,37 0,0036 26,098 15,318 14,557 13.783 11,728 10,588 23,72 0,0015 24,214 13,612 12,747 12.151 10,512 9,564 15,96

(12)

200, dapat dilihat pada Tabel V.9

Tabel V.9. Persentase lolos saringan No.200 Penambahan abu

Tabel. V.10. Hasil klasifikasi pada tanah campuran

Penambahan abu

C. Uji Pemadatan (Standard Proctor

(13)

D. Uji Geser Langsung (Direct Shear Test)

Tabel V.12. Perbandingan nilai kohesi dan sudut gesek dalam serta lama perawatan

Penambahan kapur 8% Perawatan 3 hari Perawatan 7 hari dan variasi kohesi sudut gesek

dalam kohesi

sudut gesek dalam abu ampas tebu (kg/cm2) (o) (kg/cm2) (o)

+ abu 0% 0,180 34,76 0,198 37,05

+ abu 3% 0,193 37,05 0,225 39,59

+ abu 6% 0,234 41,76 0,26 43,95

+ abu 9% 0,266 43,95 0,296 46,01

+ abu 12% 0,306 46,01 0,333 47,91

+ abu 15% 0,324 47,78 0,360 51,23

Tanah asli 0,0953 10,5754 0,0889 14,2678

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1) Hasil uji sifat fisis tanah lempung Jono, Tanon, Sragen yang distabilisasi dengan kapur 8% dengan penambahan abu ampas tebu 0%, 3%, 6 %, 9 %, 12%, 15% menunjukkan bahwa pada nilai kadar air (water content analysis), nilai berat jenis (specific gravity), nilai batas cair, nilai batas plastis, nilai indeks plastisitas, nilai persentase butiran tanah lolos saringan No.200 cenderung menunjukkan penurunan. Sedangkan nilai batas susut cenderung mengalami peningkatan.

(14)

sedang sampai tinggi) menjadi kelompok SM (pasir berlempung) pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu variasi 0% - 6%, kemudian menjadi kelompok SC (pasir berlanau) pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu variasi 9% – 15%.

3) Hasil uji standard proctor tanah lempung Jono, Tanon, Sragen yang distabilisasi dengan kapur 8% dengan penambahan abu ampas tebu 0%, 3 %, 6 %, 9 %, 12%, 15% dapat disimpulkan bahwa uji standard proctor pada setiap penambahan variasi abu ampas tebu cenderung menunjukkan adanya peningkatan berat isi kering maksimum. Besarnya nilai berat isi kering maksimum pada tanah asli adalah 1,27 gr/cm3 menjadi 1,31 gr/cm3 pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu 15%. Nilai kadar air optimum cenderung mengalami penurunan, penurunan yang terjadi dari tanah asli yaitu 36,50% menjadi 30,05% pada penambahan abu ampas tebu 15 %.

4) Nilai kohesi dan sudut gesek dalam pada pengujian DST dengan perawatan selama 3 hari cenderung menunjukkan peningkatan. Nilai kohesi pada tanah asli dengan perawatan 3 hari adalah 0,0953 kg/cm2 meningkat menjadi 0,324 kg/cm2 pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu 15%. Nilai sudut gesek dalam dari 10,57o pada tanah asli meningkat menjadi 47,78o pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu 15%. Sedangkan nilai kohesi dan sudut gesek dalam dengan perawatan selama 7 hari juga menunjukkan peningkatan.

5) Nilai kohesi pada tanah asli dengan perawatan 7 hari adalah 0,0889 kg/cm2 meningkat menjadi 0,360 kg/cm2 pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu 15%. Nilai sudut gesek dalam dari 14,27o pada tanah asli meningkat menjadi 51,23o pada penambahan kapur 8% + abu ampas tebu 15%. Nilai kuat geser untuk perawatan 7 hari lebih tinggi dibandingkan dengan nilai kuat geser dengan perawatan 3 hari.

B. Saran

(15)

fisis maupun mekanis tanah. Akan tetapi, untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dan lebih teliti dibutuhkan sampel yang lebih banyak lagi (lebih dari 2) pada setiap percobaan.

2). Dapat dipertimbangkan mengenai alternatif bahan stabilisasi lain untuk tanah berbutir halus, khususnya lempung, supaya dapat diperoleh perbandingan yang lebih baik guna memperbaiki kondisi tanah lempung tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1996, Annual Book of ASTM Standard (Section 4, Volume 04 08),

Philadelphia, USA.

Bowles, J. E, 1991, Sifat-sifat Fisis Tanah dan Geoteknis Tanah, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Haryono, S. dan Sudjatmiko, A, 2011, Kajian Kandungan Pozzolan Pada Limbah Abu Ampas Tebu (Baggase Ash) Dengan Suhu Pembakaran Secara

terkontrol, Prosiding Simposium Nasional RAPI X, Fakultas Teknik, UMS Hardiyatmo, H. C, 1992, Mekanika Tanah I, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Hardiyatmo, H. C, 2002, Mekanika Tanah II, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Indrawan, B. A, 2006, Pengaruh Lama Perawatan Terhadap Parameter Kuat Geser

Tanah Pada Stabilisasi Tanah Lempung dengan Stabilisasi Fly Ash dan

Kapur, Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.

Istiawan, A. C. K, 2009, Pengaruh Kapur Sebagai Bahan Stabilisasi Terhadap Kuat Dukung dan Potensi Pengembangan Tanah Lempung (Studi Kasus Tanah

Lempung Tanon, Sragen), Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.

Parwanto, A, 2011, Pemanfaatan Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Lempung dengan Perawatan 3 hari (Studi Kasus Subgrade Jalan Raya

Tanon, Sragen), Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.

Sulomo, I. J, 2006, Analisa Stabilisasi Semen Dan Kapur Terhadap Daya Dukung Serta Permeabilitas Tanah Lempung. Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS. Surono, 2010, Pemanfaatan Limbah Batu Bara (Fly Ash) Dan Kapur Untuk

(16)

Suryatiningsih, 2003, Kajian Geser Langsung Terhadap Tanah Lempung Dengan Penambahan Kapur Dan Abu Sekam Padi, Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.

Suwarto, 2003, Tinjauan Kekuatan Geser Tanah Lempung Dengan Stabilisasi Kapur (RCC). Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.

Tjokrodimuljo, K, 1995, Bahan Bangunan, Buku Ajar Pada Jurisan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta.

Widodo, S, 1995, Mekanika Tanah II, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Wiqoyah, Q, 2003, Stabilisasi Tanah Lempung Tanon Dengan Penambahan Kapur Dan Tras, Tesis, Universitas Gagjah Mada, Jogjakarta.

Figur

Tabel V.3. Hasil uji DST (Indrawan, 2006)

Tabel V.3.

Hasil uji DST (Indrawan, 2006) p.9
Tabel. V.4. Hasil Uji Kadar Air
Tabel. V.4. Hasil Uji Kadar Air p.10
Tabel V.8. Hasil uji gradasi butiran

Tabel V.8.

Hasil uji gradasi butiran p.11

Referensi

Pindai kode QR dengan aplikasi 1PDF
untuk diunduh sekarang

Instal aplikasi 1PDF di