ANALISA PERKUATAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN

ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
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%
Key Words : Stabilization, Soil clay, cement, CBR.
50
ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
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
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
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
Plastisitas
merupakan
suatu
indikator bagi potensial muai tanah. Istilah
plastisitasmelukiskan kemampuan tanah
untukberdeformasi pada volume tetap
tanpa terjadiretakan. Sifat kohesif ini
disebabkan karenaadanya air yang terserap
disekelilingpermukaan
dari
partikel.
Plastisitas terdapatpada tanah yang
memiliki mineral lempungKadar air
dimana terjadi perubahan kondistanah
bervariasi antara tanah yang satu dengan
yang lain. (Wesley2012)
Stabilisasi Tanah
Salah
satu
upaya
untuk
mendapatkan sifat tanah yang memenuhi
52
ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
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)
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
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
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)
Gambar 2 . Grafik Pemadatan Tanah
CBR (California Bearing Ratio)
Pengujian CBR merupakan cara untuk
menilai kekuatan tanah dasar (subgrade)
dari jalan yang hendak dipakai. Untuk
pembuatan cara CBR ini dikembangkan
pertama kalinya oleh California State
Highway Departmen dan digunakan serta
dikembangkan lebih lanjut oleh U.S. Corps
Of Engineers.
Berdasarkan cara mendapatkan contoh
tanahnya, pengujian CBR dapat dibagi
atas:
1. Pengujian CBR lapangan / Field CBR
2. Pengujian CBR lapangan rendaman /
Undistrud Soaked CBR
52
ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
3. Pengujian CBR rencana titik / CBR
laboratorium, dapat dibedakan atas 2
macam yaitu :
- CBR laboratorium rendaman
- CBR laboratorium tanpa rendaman
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
METODOLOGI PENELITIAN
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)
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%
Batas Cair
54.63%
CBR Laboratorium
5.17%
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
52
ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
Hasil Uji Pemadatan Standart Proctor
Tabel 2. Hasil Uji Pemadatan Standart
Proctor
Peme
raman
Campuran
Y dry
maks
(gr/cm3)
Wopt
(%)
Tanah Asli
4.08
7.18
4.14
6.87
4.67
6.23
5.23
5.14
4.23
6.64
4.71
5.97
5.34
4.52
(Hari)
0
3
7
Tanah +
Semen5%
Tanah +
Semen15%
Tanah +
Semen30%
Tanah +
Semen5%
Tanah +
Semen15%
Tanah +
Semen30%
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
No.
1
2
Gambar 3. Hasil Uji Berat Volume kering
3
4
5
6
7
Penambahan
Semen
Tanah Asli
Tanah +
Semen 5 %
Tanah +
Semen 15 %
Tanah +
Semen 30 %
Tanah +
Semen 5 %
Tanah +
Semen 15 %
Tanah +
Semen 30 %
Peme
raman
Nilai
CBR
Hari
%
0
5.17
3
8.25
3
24.88
3
54.69
7
8.86
7
26.32
7
61.25
Gambar 4. Hasil Uji Kadar Air Optimum
Hasil Uji Pemadatan Standart
Proctor memperlihatkan kecenderungan
52
ARBITEK
Jurnal Teknik Sipil & Arsitektur
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
ISSN : 2443-0404
EISSN : 2443-0412
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.
Hary Christady Hardiyatmo, (1992),
“Mekanika
Tanah I”, Penerbit
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
Lempung
Ekspansif
dengan
Garam
52