Jumat, 19 Oktober 2018

Perbaikan Tanah Dasar Jalan Raya dengan Penambahan Kapur


PERBAIKAN TANAH DASAR JALAN RAYA DENGAN PENAMBAHAN KAPUR



ABSTRAK

Tanah lempung Besitang adalah salah satu jenis tanah yang menimbulkan banyak kerusakan karena sensitivitas yang tinggi terhadap perubahan kadar air, sehingga menyebabkan penurunan kuat geser. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan tanah dengan penambahan kapur untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis.
Penelitian yang dilakukan untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis di uji di laboratorium yang terdiri dari uji identifikasi dan uji karakteristik tanah. Uji batasan Atterberg, analisa saringan, dan berat jenis dilakukan untuk mengetahui peningkatan sifat fisis, dan uji pemadatan dengan standart proctor dan kuat geser dengan Direct Shear Test untuk mengetahui perubahan sifat mekanis.Pengujian ini dilakukan pada variasi campuran tanah lempung yang dicampur dengan kadar kapur 2 %, 4 %, 6 %, 8%, 10 %. 
Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa tanah lempung Besitang dengan campuran kapur dapat menurunkan plastisity indeks sebesar 39.15 %, dan menaikkan berat isi kering sebesar 0.114gr / cc pada penambahan kapur dari 0 % ke 10 %, dan menaikkan persentase lolos saringan sebesar 4.7 % pada penambahan kapur 10 %, dan menaikkan berat jenis sebesar 12 % pada penambahan kapur 10 %. Pada pengujian kuat geser langsung nilai kohesi meningkat dari 0.16 kg /cm 2 menjadi 0.59 kg / cm 2, dan peningkatan juga terjadi pada nilai sudut geser sebesar  4 .20 0 pada penambahan kapur dari 4 % ke 6 %.

1.                       PENDAHULUAN

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran), mineral-mineral padat yang tersedimentasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan organic yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi setiap ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut. Ukuran dari setiap butiran tanah sangat bervariasi dan sifat fisis dari tanah samgat tergantung dari factor-faktor ukuran, bentuk dan komposisi kima dari butiran. Tanah pada umumnya terdiri dari kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt) atau lempung (clays). Jenis ini sangat tergantung pada partikel-partikel yang paling dominan pada tanah tersebut dari segi mineral yang disebut tanah lempung adalah yang mempunya partikel-partikel mineral tertentu yang menghasillkan sifat plastis pada tanah apabila dicampur dengan air, jadi dari segi mineral tanah dapat juga disebut bukan tanah lempung meskipun terdri dari partikel-partikel yang sangat kecil
Perilaku tanah lempung, terutama kuat uji geser perlu diselidiki, karena sebagian besar tanah yang ada di Indonesia termasuk dalam kategori tanah lempung. Salah satunya tanah yang berada di daerah Besitang, Sumatera Utara. Ada beberapa sifat-sifat tanah lempung yang perlu diperhatikan dalam suatu proyek bangunan, yaitu  permeabilitas, pemampatan dan kuat tekan, sedangkan sifat fisis, yaitu  batas konsistensi, kadar air, perbandingan ruang kosong (void ratio), kerapatan relatif, ukuran butiran.
Permasalahan yang biasanya timbul dari tanah lempung ini yaitu tingkat
sensitifitasnya yang terlalu tinggi terhadap perubahan kadar air, sehingga perlu dilakukan stabilisasi, diantaranya dengan menggunakan kapur sebagai bahan stabilisasi.
Diharapkan setelah melakukan stabilisasi, sensitifitas tanah lempung terhadap kadar air akan semakin rendah. Sehingga tanah lempung  dapat digunakan sebagai  penopang  pondasi bahan konstruksi. 
Tanah lempung mengembang merupakan masalah global dalam bidang sipil banyak daerah di Indonesia yang memiliki jenis tanah lempung mengembang di Indonesia pulau sumatera khususnya di Besitang Sumatera Utara. Di daerah tersebut tanah lempungnya masih tergolong tanah lempung yang kurang baik apabila digunakan sebagai penopang pondasi bangunan konstruksi apapun terutama konstruksi jalan raya.
Tanah lempung mengembang merupakan tanah yang memiliki tingkat sensitifitas tinggi dan mempunyai sifat kembang susut yang dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan yang berdiri diatasnya, tanah ini juga memiliki potensi mengembang dan menyusut sangat tinggi akibat perubahan kadar air didalam tanah. Tanah lempung mengembang mempunyai daya dukung yang cukup baik, bila dalam keadaan tidak jenuh air dan buruk bila dalam keadaan jenuh air.
Sehingga perlu dilakukan alternatif perbaikan tanah lempung mengembang untuk mendapatkan tanah yang lebih stabil. Dalam hal ini langkah yang diambil adalah dengan menstabilisasi tanah lempung dengan mengubah sifat fisis dan mekanis tanah sehingga kekuatan dan daya dukungnya dapat meningkat. Peningkatan kekuatan daya dukung akan mengakibatakan tanah lempung Besitang menjadi lebih stabil dan mampu mendukung beban dari permukaan yang lebih besar tanpa mengakibatkan terjadi suatu deformasi yang besar. Tanah lempung Besitang ini juga termasuk kedalam tanah lempung yang mengembang yang mempunyai nilai liquid limit dan plastis limit yang tinggi untuk menurunkan nilai – nilai tersebut stabilisasi kapur diharapkan dapat menurunkan nilai- nilai tersebut. Stabilisasi yang diuraikan dalam penelitian ini adalah stabilisasi tanah lempung dengan menambah kapur yang dapat menyebabkan perubahan fisis dan mekanis pada tanah.

2. METODE PENELITIAN

Bahan uji yang diteliti yaitu tanah lempung yang diambil dari daerah Besitang Sumatera Utara. Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan cara menggali langsung tanah dengan kedalaman 1 meter – 1.50 meter. Sampel tanah tersebut ada 2 yaitu sampel tanah terganggu (Disturbed Samples) yang dimasukkan ke dalam kantong plastik dan tanah yang tidak terganggu (Undisturbed Samples) yang dimasukkan ke dalam pipa paralon.
Kapur yang digunakan dalam percobaan ini adalah jenis kapur padam yang
banyak didapatkan di toko – toko bahan bangunan.
Penelitian ini adalah penelitian eksperimental yang dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah Institut Teknologi Medan. Pada benda uji dilakukan terlebih dahulu pengeringan sampai tercapai kondisi kering udara. Persiapan sampel untuk propertis, tanah dihancurkan dan selanjutnya dilakukan penyaringan dengan saringan No. 40. Kemudian dilakukan uji Atterberg, analisa ukuran butiran, pemadatan, berat jenis dan uji kuat geser (Direct Shear Test)        

2.1. Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan jurusan Teknik Sipil Institut teknologi Medan ( ITM ). Adapun pelaksanaan penelitian meliputi :
-          Tahapan persiapan
-          Tahapan penelitian pendahuluan
-          Pengujian utama

2.2. Tahapan Pelaksanaan Pengujian

Manfaat hasil pengujian di laboratorium, sangat tergantung pada tahapan
persiapan contoh tanah yang akan digunakan, yaitu meliputi : 
-          Pengambilan tanah dari daerah Besitang, Sumatera Utara 
-          Prosedur pengambilan tanah dari lapangan
-          Penyediaan kapur sebagai bahan stabilisasi 
-          Serta pembuatan benda uji di laboratorium 

2.3. Tahapan Penelitian Pendahuluan

Adapun tiga pengujian yang dilakukan terlebih dahulu pada tahapan
penelitian pendahuluan yaitu indeks propertis, antara lain :
-          Analisa saringan ( Sieve Analysis )
-          Berat jenis ( Spesific Gravity )
-          Batas konsistensi ( Atterberg Limit )
-          Pemadatan ( compaction )
Pengujian pendahuluan ini bertujuan untuk mencari sifat – sifat fisis tanah.

2.4. Pelaksanaan Pengujian Kuat Geser Langsung

Pelaksanaan pengujian kuat geser langsung dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Institut Teknologi Medan. Lamanya pelaksanaan penelitian ini disesuaikan dengan waktu yang diperlukan untuk dapat memperoleh keseluruhan data data hasil pengujian. Untuk pelaksanaan pengambilan contoh dilakukan dengan dua tahapan, yaitu :
-          Pengujian dengan tanah yang tidak terganggu ( Undisturbed Samples )
-          Pengujian dengan tanah yang terganggu ( Disturbed Samples ), yang telah dicampur dengan kapur padam dengan masing – masing persentase panambahan kapur adalah 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %.
Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar manfaat
kapur yang digunakan sebagai bahan stabilisasi pada tanah lempung terhadap nilai kuat geser.
Pengujian kuat geser langsung dilakukan dengan menggunakan kotak geser yang berbentuk lingkaran sesuai dengan gambar 3.2.1a. Contoh tanah yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk cincin 3.2.3a dan diletakkan diantara dua buah batu berpori 3.2.2a ( porous stone ). Kemudian contoh tanah diletakkan dalam kotak geser dan ditempatkan pada alat kuat geser langsung dengan pembebanan sebesar 10 kg, 20 kg, 30 kg. Ada tiga buah dial yang digunakan dalam pengujian ini yaitu dial deformasi horizontal, dial deformasi vertikal, dan dial proving ring, dial deformasi vertikal diletakkan dibagian atas kotak geser, sesuai dengan gambar 3.2b, dan laju pergerakan geser harus diantara 0.02 sampai 0.1 inchi / menit ( 0.27 sampai 6.36 mm / menit ). Pembacaan dial vertikal dilakukan berdasarkan waktu yang telah ditentukan, dan pembacaan dial proving ring dilakukan berdasarkan pembacaan terhadap dial horizontal. Pembacaan dial proving ring bertujuan untuk mendapatkan beban horizontal pada contoh tanah.       

 

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Berat Jenis

Nilai berat jenis pada kondisi asli adalah 2,71 dan setelah penambahan kapur 2 % berat jenis  menjadi 2,72 , 4 % adalah 2,74 , 6 % adalah 2,76 , 8 % adalah.2,79 , 10 % adalah 2,83. Peningkatan nilai dari asli ke penambahan kapur 2 % adalah 1 % , 2 % ke 4 % adalah 2 % , 4 % ke 6 % adalah 2 % , 6 % ke 8 % adalah 3 % , dan 8 % ke 10 % adalah 4 %.
Penambahan kapur terhadap tanah menunjukkan kecenderungan adanya peningkatan nilai berat jenis seiring dengan bertambahnya persentase kapur yang digunakan ( Gambar 1 ). Hal ini disebabkan, karena bercampurnya antara dua bahan dengan berat jenis yang berbeda.
Selain itu, campuran kapur dengan tanah mengakibatkan mengecilnya rongga –
rongga pori yang telah ada dan merekatkan partikel – partikel tanah, sehingga sebagian tanah akan dikelilingi bahan kapur yang lebih keras dan lebih sulit ditembus air. Rongga pori yang terisolasi oleh lapisan kapur akan terukur sebagai volume butir sehingga memperbesar volume butir.
Tabel 1 Hasil Uji Penambahan Kapur Terhadap Berat Jenis
No
Kapur %
Berat Jenis
1
0
2.71
2
2
2.72
3
4
2.74
4
6
2.76
5
8
2.79
6
10
2.83

Gambar 1 Hubungan Antara % Kapur dengan Berat Jenis

3.2. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Batas Konsistensi

Hasil uji batas konsistensi menunjukkan bahwa penambahan kapur mampu
meningkatkan plastisitas tanah. Dari uji yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan kapur dapat menurunkan plastisitas indeks tanah. Hal ini disebabkan terjadinya penurunan nilai batas cair, meningkatkan nilai batas plastis dan nilai batas susut. Penurunan indeks plastisitas dapat menyebabkan penurunan nilai potensial pengembangan. Nilai batas konsistensi dapat dilihat pada gambar 2 sampai gambar 5 dibawah ini.
Tabel 2 Hasil Uji Atterberg Terhadap Penambahan Kapur
No
Kapur %
Batas Cair LL
Batas Plastis
PL
Indeks
Plastisitas
PI
Batas
Susut
SL
1
0
80.62
17.71
62.91
22.39
2
2
75.12
21.13
53.99
27.37
3
4
73.11
23.18
49.93
30.09
4
6
66.34
31.68
34.66
36.61
5
8
65.66
34.84
30.82
40.27
6
10
62.89
39.13
23.76
47.75


3.3. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Gradasi Butiran.
Hasil uji gradasi uji tanah untuk tanah asli menunjukkan bahwa jumlah butiran
halus lolos saringan nomor 200 adalah 38,34 % dan setelah penambahan persentase kapur 10 % menjadi 33,64 %, menyebabkan perubahan komposisi fraksi, yaitu bertambahnya fraksi tertahan saringan no. 200
Perubahan ini menyebabkan gradasinya beragam. Salah satu penyebabnya adalah terjadinya penggumpalan akibat proses penambahan kapur, sebagian partikel berubah ukuran menjadi lebih besar.


3.4. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Pemadatan.
Karakteristik pemadatan adalah kepadatan ( densitas ) kering atau volume kering maksimum ( MDD ) dan kadar air optimum ( OMC ). Hasil uji pemadatan menunjukkan bahwa penambahan persentase kapur memperlihatkan kecenderungan peningkatan berat volume kering maksimum, ( gambar 7 ). Dari gambar dapat dilihat nilai kadar air maksimum, berat isi kering untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3. Hal ini disebabkan karena mengecilnya rongga – rongga antara partikel campuran tanah akibat penambahan kapur. Kenaikan berat volume kering maksimum, salah satu penyebabnya adalah semakin merapat jarak antara partikel tanah, sehingga tanah lebih padat dan terjadi penurunan kadar air optimum.

Tabel 3. Hasil Uji Pemadatan 
No
Kadar Kapur
( % )
W optimum ( % )
γD Maksimum
( gr / cc )
1
0
27,5
1,414
2
2
26,6
1,424
3
4
26,0
1,471
4
6
25,8
1,476
5
8
25,5
1,516
6
10
25,0
1,528




3.5. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Kuat Geser Langsung

Pengujian kuat geser langsung dilakukan untuk mengetahui nilai kohesi dan
sudut geser yang terjadi pada tanah. Pengujian di laboratorium sangat dipengaruhi oleh metode pembuatan contoh tanah selain jenis dan kepadatan contoh tanah.
   Hasil pengujian kuat geser langsung terhadap panambahan kapur dapat dilihat pada tabel4.  
Tabel 4 Hasil pengujian kuat geser 
No
Kadar Kapur 
( % )
Kohesi
(Kg/ cm2)
Sudut Geser Dalam ( 0
)
1
0
0,16
22,8
2
2
0,28
26,4
3
4
0,46
28,5
4
6
0,59
32,7
5
8
0,52
36,0
6
10
0,41
39,6

Grafik hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser untuk setiap variasi penambahan kapur dapat kita lihat pada gambar 8.

3.6. Hubungan Persentase Kapur Dengan Nilai Kohesi Dan Sudut Geser

Besarnya kuat geser tanah dipengaruhi oleh kualitas dari bahan, lekatan antar butiran dan kepadatannya. Kualitas bahan berhubungan erat dengan kekasaran dan kekuatan. Bahan keras artinya tidak mudah hancur dan menjadi butir – butir yang lebih kecil atau berubah bentuk, karena pengaruh perubahan kadar air.
Ikatan antara butir merupakan kemampuan saling mengunci antar butiran, dan
adanya rekatan yang merekatakan permukaan butiran tersebut. Semakin kuat ikatan antar butir akan menghasilkan nilai kuat geser semakin tinggi dan begitu pula sebaliknya. Dapat dilihat bahwa hasil pengujian menunjukkan nilai kuat geser efektif terjadi pada penambahan 6 % kapur sebesar 0.59, walaupun penambahan kapur lebih tinggi akan menghasilkan nilai kuat geser tidak jauh berbeda. Maka penambahan kapur yang paling efektif  adalah antara 0 % sampai 6 %.
Dari analisa yang dilakukan sebagaimana diuraikan diatas, maka dapat
disimpulkan bahwa stabilisasi dengan kapur pada tanah lempung ini dapat memperbaiki sifat fisis dan mekanis tanah. Penambahan kapur pada tanah lempung akan mengakibatkan daya dukung sebanding dengan peningkatan kuat geser tanah.

4. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang  telah dilakukan, dapat disimpulkan
beberapa hal sebagai berikut :
1.      Hasil uji Atterberg dengan variasi kapur 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %  terjadi penurunan nilai indeks plastisitas sebesar 39.15 % dari penambahan kapur 0 % ke 10 %.
2.      Hasil uji pemadatan diperoleh peningkatan berat isi kering ( MDD ) sebesar 0.114 gr / cc dari penambahan kapur 0 % ke 
10 %, dan penurunan terhadap kadar air optimum ( OMC ) sebesar 2.5 % dari penambahan kapur   0 % ke 10  %.
3.      Hasil uji kuat geser langsung terhadap penambahan kapur adalah terjadinya peningkatan nilai sudut geser sebesar 4.20 0 dari penambahan kapur 4 % ke 6%, dan menunjukkan peningkatan nilai kohesi maksimum pada penambahan 6 % kapur
sebesar 0.59 kg / cm 2       

DAFTAR PUSTAKA

Arfan Muhammad ( 2002 ), ” Pengaruh Kapur Pada Tanah Eksfansif Mengandung Batu bara Terhadap Kuat Geser ”, Teknik Sipil, UGM. 
Bowles Joseph. E ( 1991 ), ” Mekanika Tanah ” edisi 2, Erlangga, Jakarta.
Das. B. M ( 1991 ), ” Mekanika Tanah ( Prinsip – prinsip Rekayasa Geoteknis ) ”, jilid 1 dan 2, Erlangga, Jakarta.
Fitrianto Adi ( 2002 ), ” Perbaikan Sifat Teknis Tanah Negeri Lama Rantau Parapat Dengan Stabilisasi Semen Tiga Roda ”, Teknik Sipil, ITM.
Ingless. O. G dan Metcalf ( 1972 ), ” Soil Stabilization ”, Sydney, Butterworth.
Sinaga Masdinar ( 2003 ), “ Meningkatkan Daya Dukung Tanah Lempung Besitang Dengan Cara Stabilisasi Semen Padang “, Teknik Sipil, ITM.
Waruwu A’azokhi ( 2003 ) “ Pengaruh Penambahan Semen Pada Tanah Lempung Terhadap Nilai CBR ”, Teknik Sipil, ITM.



Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)