Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
PENGARUH WAKTU PEMERAMAN DENGAN PENAMBAHAN KAPUR SEBAGAI BAHAN ADDITIVE PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF TERHADAP NILAI CBR TANAH
Trissiyana Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Antakusuma Jl. Iskandar No. 63 Kode Pos 74112 Pangkalan Bun
ABSTRACT Expansive clay land is a land that has high tide development; an easy land to expand if the land is wet in the rain season and will shrink if the land is dry in the dry season. Development and shrinkage happens because of water content alteration in the land caused the change of land volume, it is also influenced by mineral content; montmorillonite and illite clay mineral. High tide development in the land effects problems such as soil erosion, damage of surface construction, crack and surging way, these conditions can be found in Palingkau village of Pangkalan Bun. Due to that, it needs reparation of land quality in order the expansive clay land can have good support capability and can defend permanent volume alteration. One of the alternative expansive clay land reparation to stabilize the land is to add lime as the additive substance with 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, and 12.5% various percentage of adding lime. Lime is often used to stabilize the land. Whereas curing time gives the lime chance to bind up with solid calcium silicate land so it will be water barrier. To know whether the compound land + lime and curing time influence water level then laboratory testing is carried out. It was found 48.71% plasticity index in the first testing of the pure land. It meant the land was expansive clay land, then the compound land + lime testing found the lowering of plasticity index about 79.59% with the IP value 9.94% in compound of the pure land + 12.5% lime. The optimum water level could be stated that tend to rise about 24% and weight of dry volume was tend to descend about 1.225 kg/cm3 in the compound + 12.5% lime. It was found 30% optimum value of CBR design in the compound land + 12.5% lime with 14 days of long hatch time in CBR testing in the compound land + lime. In hypothesis testing, it was found that Fcount>Ftablein every testing using EXCEL program, so that it could be concluded Ha was accepted and Ho was rejected. It meant that there was influence of adding lime towards IP value and solidity, and also found the influence of curing time with adding lime as additive substance towards value of CBR land. Keywords: curing time, lime CBR land
70
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
merusak konstruksi diatasnya. Pada
PENDAHULUAN Tanah merupakan salah satu
penelitian ini ditekankan pada pengaruh
elemen penting sebagai bahan bangunan
waktu pemeraman dengan penambahan
pada berbagai macam pekerjaan teknik
kapur sebagai bahan additive yang
sipil, disamping itu tanah berfungsi juga
sering digunakan untuk stabilisasi tanah
untuk mendukung suatu konstruksi sipil
karena adanya reaksi kimiawi antara
seperti pondasi bangunan gedung.
kapur dan silica yang terdapat pada
Tanah diklasifikasikan menjadi beberapa
kelompok
yaitu
tanah, sebagai usaha untuk memberikan
kerikil
perbaikan pada tanah tersebut dilihat
(gravel), pasir (sand), lanau (silt), dan
dari faktor daya dukung tanah lempung
lempung (clay) menurut ukuran butir-
ekspansif terhadap nilai CBR tanah.
butirnya. Dari kelompok tersebut, jenis
Tujuan
dari
penelitian
ini
lempung mempunyai butiran lebih kecil
adalah: (1) untuk mengetahui pengaruh
dari 0,002 mm, yang terdiri dari
waktu pemeraman pada campuran tanah
kelompok-kelompok
seperti
lempung ekspansif dan kapur terhadap
monmorillonit, Illite, kaolinite, dan
nilai CBR tanah; (2) Untuk mengetahui
polygorskite. Jenis mineral lempung
pengaruh penambahan kapur terhadap
Monmorillonite mengandung nH2O dan
nilai CBR tanah; (3) untuk memperoleh
termasuk
dalam
Smectite
mineral.
alternative
Lamanya
ikatan
Van
Waal
digunakan
mineral
Der
terbaik untuk
yang perbaikan
dapat tanah
menyebabkan jarak antar unit mudah
lempung ekspansif; (4) Memberikan
melebar jika dimasuki air,
sehingga
informasi data hasil pengujian tanah
tanah yang mengadung Montmorillonite
lempung ekspansif di daerah Desa
akan memiliki sifat ekspansif.
Pelingkau Pangkalan Bun Kalimantan
Penelitian
ini
menggunakan
Tengah.
contoh tanah lempung ekspansif yang mengandung mineral Monmorillonite
METODE PENELITIAN
dan illite diambil dari Desa Pelingkau
Lokasi,
Pangkalan Bun Kalimantan Tengah,
Penelitian
karena
tanah
tersebut
mempunyai
kembang susut yang tinggi, sehingga
Waktu
Penelitian
dan
Kegiatan
dilakukan
di
Laboratorium Dinas PU Kabupaten
71
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
Kotawaringin
Barat
bulan
Batas-batas Atterberg untuk mengetahui
September sampai dengan Oktober
batas cair dan batas plastis dari tanah
2009. Bahan penelitian yang digunakan
asli
adalah tanah lempung ekspansif yang
Pemadatan Standart (Compaction Test)
diambil dari Desa Pelingkau Pangkalan
untuk mengetahui hubungan antara
Bun dan kapur padam (Ca(OH)2).
kadar air optimum dan kepadatan tanah
Kegiatan dalam
yang
penelitian,
dari
dilaksanakan
meliputi:
maupun
maksimum;
tanah
(3)
campuran;
Pengujian
(2)
CBR
Studi
Laboratorium untuk menentukan CBR
Pustaka, pengumpulan data (Pengujian
tanah dan campuran tanah agregat yang
dilaboratorium), pengolahan data dan
dipadatkan dilaboratorium pada kadar
analisis data serta pembuatan laporan.
air tertentu.
Pengumpulan Data
Analisis Data
Data yang dikumpulkan terdiri atas :
Pengolahan dan analisis data
(1) Data primer merupakan data utama
menggunakan teknik statistic. Pada uji
yang
berdasarkan
regeresi digunakan program EXCEL
penelitian/pengujian di laboratorium;
yang diharapkan dapat memberikan
(2)
data
gambaran ada atau tidaknya pengaruh
pelengkap bagi data primer yang ada,
waktu pemeraman dengan penambahan
yang diperoleh peneliti dari berbagai
kapur dan jumlah air yang ditambahkan
buku-buku yang ada relevansinya.
dengan kadar yang berbeda terhadap
Teknik pengumpulan data, yaitu: (1)
nilai variable terikat yang diamati.
diperoleh
Data
Sekunder
adalah
studi pustaka, bertujuan untuk mengkaji hubungan variable yang akan diteliti dengan mempelajari teori-teori yang ada untuk dapat dirumuskan dalam hipotesis penelitian;
(2)
dilakukan
di
studi
eksperimen,
laboratorium
untuk
mendapatkan data-data yang dibutuhkan yang akan dianalisa secara statistic untuk
menguji
hipotesis
sehingga
didapat kesimpulan akhir. Pengujian yang dilakukan, yaitu : (1) Pengujian
Uji Hipotesis Penelitian ini menggunakan uji hipotesa jenis F (Fishear) dengan menggunakan program Anova, dimana uji hipotesa ini akan menghasilkan jawaban
dari
beberapa
hipotesa
penelitian yang telah ditetapkan pada hipotesa penelitian. Nilai Fhitung digunakan untuk menguji hipotesa :
72
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
Jika Fhitung < Ftabel maka H0 diterima
sebesar 42.49% dengan nilai indeks
dan Ha ditolak.
plastisitas
Jika Fhitung < Ftabel maka H0 ditolak dan
mempunyai
Ha diterima, artinya model regresi dapat
(kembang susut tinggi) karena memiliki
diandalkan atau diterima.
nilai IP > 32 adalah tanah yang
sebesar
48.71%
masalah
adalah ekspansif
memiliki masalah ekspansif. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Atterberg Limit Test
Hasil
pengujian
batas-batas
konsistensi (Atterberg Test)
Dari Atterberg Limit Test yang dilakukan di laboratorium pada tanah asli + kapur diperoleh nilai-nilai Batas Cair dan Batas plastis. Indeks Plastisitas yang didapat dari selisih antara Batas Cair dan Batas Plastis. Hasil pengujian ditabelkan pada Tabel 1:
campuran
tanah
dengan
pada variasi
prosentase kadar kapur nilai batas cair cenderung
menurun,
batas
plastis
cenderung konstan, dengan nilai indeks plastisitas
menunjukkan
penurunan
hingga 79.59% dari nilai IP tanah asli sebesar 48.71% sampai 9.94 pada campuran tanah asli + 12.5% kapur.
Tabel 1. Hasil pengujian Batas-batas
b. Compaction Test
Atterberg
No.
Campuran
1 2
Tanah Asli Tanah + kapur 2.5% Tanah + kapur 5% Tanah + kapur 7.5% Tanah + kapur 10% Tanah + kapur 12.5%
3 4 5 6
Dari
Batas Batas Cair Plastis (%) (%)
Indeks Plastisitas (%)
optimum dan berat isi kering tiap campuran yang ditabelkan pada Tabel 2.
91.20 66.4
42.49 41.21
48.71 25.19
64.0
42.29
21.71
61.1
44.07
17.03
No.
58.5
45.15
13.35
1
57.2
47.26
9.94
2
Tabel 2. Hasil Pengujian Kepadatan Standart
3 4
konsistensi (Atterberg Test) pada tanah
5
pengujian
asli memperlihatkan bahwa nilai batas cair sebesar 91.20% dan batas plastis
kepadatan
standar didapat nilai-nilai kadar air
batas-batas
Hasil
pengujian
Campuran Tanah + kapur 2.5% Tanah + kapur 5% Tanah + kapur 7.5% Tanah + kapur 10% Tanah + kapur 12.5%
Kadar Air Optimum
Berat Isi Kering
18
1.305
18
1.295
22
1.275
22.5
1.255
24
1.225
Dari hasil pengujian kepadatan standar,
kadar
air
optimum
dapat 73
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
dikatakan
cenderung
karena
6.13% pada campuran tanah + 12.5%
prosentase
kapur yaitu 1.225 kg/cm3. Penurunan
penambahan kapur semakin banyak
berat isi kering kering lempung yang
pula
cukup terpencar akibat penambahan
semakin
naik,
banyak
kadar
campuran
air
tanah
yang +
diperlukan
kapur
untuk
kapur dan kadar air optimum yang
mencapai kadar air optimum. Hal ini
tinggi
disebabkan oleh terjadinya peristiwa
kepadatan kering yang rendah.
absorbs atau penyerapan air yang lebih
c. Pengujian CBR Laboratorium
banyak karena bertambahnya kapur
sehingga
Hasil
menghasilkan
pengujian
CBR
pada massa tanah. Berat isi cenderung
laboratorium pada tiap tumbukan pada
menurun
masing-masing
seiring
dengan
kenaikan
prosentase penambahan kapur hingga
pemeraman
dan
campuran dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian CBR pada setiap campuran No.
Campuran
1
Tanah + kapur 2.5%
2
Tanah + kapur 5%
3
Tanah + kapur 7.5%
4
Tanah + kapur 10%
5
Tanah + kapur 12.5%
Waktu Pemeraman 0 3 7 10 14 0 3 7 10 14 0 3 7 10 14 0 3 7 10 14 0 3 7 10 14
CBR (%) 10 pk 12.0 12.67 19.33 22.67 27.33 12.89 16.89 22.33 27.33 29.33 10.0 10.22 14.22 16.89 22.0 12.44 16.0 18.67 23.0 27.56 7.33 10.44 13.33 16.67 18.44
25 pk 21.77 32.0 34.0 49.33 57.33 29.67 36.89 43.56 52.89 65.56 25.78 45.33 55.78 62.67 63.33 31.11 51.78 54.44 59.11 72.0 22.67 36.22 51.56 64.0 67.78
CBR Desain 56 pk 32.44 50.22 52.0 58.67 62.0 37.33 48.44 55.56 67.56 74.67 38.0 52.67 61.33 67.11 68.67 40.22 56.0 59.33 69.56 76.89 43.56 57.56 67.11 70.44 74.44
6 8 11 13 15 7 10 12 16 19 10 13 18 19 21 13 18 22 27 28 16 19 25 28 30 74
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
Kecenderungan
yang
terjadi
pemeraman
akan
pada CBR desain adalah semakin besar
kesempatan
kepada
prosentase penambahan kapur semakin
mengadakan reaksi pengikatan dengan
meningkatkan nilai CBR. Peningkatan
tanah
nilai CBR desain ini dikarenakan
Sylicate yang keras dan padat dan akan
penambahan kapur pada tanah lempung
membentuk Water Barrier (kedap air),
ekspansif memperkecil nilai IP akan
sehingga nilai CBR desain maksimum
mempermudah proses pemadatan tanah,
sebesar 30% didapat dari campuran
yang berarti meningkatkan daya dukung
tanah asli + 12.5% kapur dengan waktu
tanah. Demikian pula dengan waktu
pemeraman selama 14 hari dengan
pemeraman, semakin lama pemeraman
prosentase kenaikan sebesar 87% dari
maka akan semakin besar pula nilai
nilai CBR desain pada 0 hari sebesar
CBR desain yang terjadi, karena lama
16%.
yang
memberikan kapur
menghasilkan
untuk
Calsium
Tabel 4. Hasil Uji Hipotesa dengan program EXCEL No.
Pengujian
Fhitung
Ftabel
1
Plastisitas
1373.745
10.13
2
Kepadatan
100
10.13
76.061
3.01
94.476
3.01
3 4
CBR desain terhadap penambahan kapur CBR desain terhadap waktu pemeraman
Fhitung>Ftabel ditolak Fhitung>Ftabel ditolak Fhitung>Ftabel ditolak Fhitung>Ftabel ditolak
Keterangan , Ha diterima dan Ho , Ha diterima dan Ho , Ha diterima dan Ho , Ha diterima dan Ho
Tabel 5. Hasil Analisa Regresi untuk CBR desain
No. 1 2 3 4 5
Prosentase Campuran Tanah + kapur 2.5%
Tanah + kapur 10%
membuktikan
0,993
0,9894
0,9947
2
0,9845
0,9922
2
0,99
0,995
Y = - 0,0377x + 1,58x +15,528
hasil
penelitian
diperoleh nilai Fhitung = 1373.745 > Ftabel
data-data
= 10.13, Ha diterima dan Ho ditolak,
dianalisa
hipotesis.
0,9861
2
Y = - 0,0488x + 1,7828x +12,933
Tanah + kapur 12.5%
selanjutnya
0,9992
Y = - 0,0401x + 1,357x +9,8114
dilaboratorium, didapatkan yang
0,9986
2
Y = 0,00067x + 0,7601x +7,156
Tanah + kapur 7.5%
r
2
Y = - 0,0103x + 0,7989x + 5,8936
Tanah + kapur 5%
Berdasarkan
R2
Persamaan Regresi
Dari
untuk
yang berarti bahwa terdapat pengaruh
Hasil
penambahan kapur pada tanah lempung
perhitungan uji F pada Indeks Plastisitas
ekspansif
terhadap
nilai
indeks 76
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
plastisitas. Dari hasil analisa regresi 2
yang didapat nilai regresi (r ) =0.9978 terbukti
bahwa
hubungan
waktu pemeraman dengan nilai CBR desain adalah sangat erat.
antara KESIMPULAN
penambahan kapur dengan nilai Indeks
Berdasarkan hasil dan analisa
Plastisitas adalah sangat erat. Dari
pengujian
kepadatan
standar diperoleh hasil uji hipotesis didapat nilai Fhitung = 100 > Ftabel = 10.13, Ha diterima dan Ho ditolak, yang berarti
bahwa
terdapat
lempung ekspansif terhadap nilai berat isi kering. Dari hasil analisa regresi diperoleh nilai regresi (r2) =0.9986 bahwa
tanah lempung ekspansif + kapur dapat diuraikan beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Tanah Asli Tanah asli yang diuji dengan
pengaruh
penambahan kadar kapur pada tanah
terbukti
penelitian tanah asli maupun campuran
hubungan
antara
penambahan kapur dengan nilai berat isi
Atterberg Limit Test mempunyai nilai Liquid Limit Test mempunyai Liquid Limit
42.49%,
faktor pada CBR desain, dengan faktor prosentase penambahan kapur sebagai dan
faktor
waktu
pemeraman diperoleh nilai Fhitung = 76.06 > Ftabel = 3.01, Ha diterima dan Ho ditolak, yang berarti bahwa terdapat pengaruh waktu pemeraman dengan penambahan kadar kapur pada tanah lempung ekspansif terhadap nilai CBR desain.
Dari
hasil
analisa
regresi
diperoleh nilai regresi rata-rata 0.9897 yang
membuktikan
Plastic
Plastic
Limit
Limit
42.49%,
Plasticity Index 48.71% merupakan tanah lempung ekspansif karena PI>32 .
Dari prosentase campuran tanah
Dari perhitungan uji F dua
additive
91,20%,
2. Tanah Campuran
kering adalah sangat erat.
bahan
Test
bahwa
dengan
penambahan kapur, hubungan antara
+ kapur 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, yang diuji dengan Atterberg Limit Test dan
Compaction
Test,
diperoleh
kesimpulan sebagai berikut: a) Nilai
Indeks
menunjukkan
Plastisitas
penurunan
hingga
79.59% dari nilai IP tanah asli sebesar 48.71 sampai 9.94 pada campuran tanah asli + 12.5% kapur. Dari hasil uji hipotesis untuk Indeks Plastisitas dapat ditarik kesimpulan bahwa penambahan kapur dapat menurunkan nilai IP yang berarti tanah semakin baik karena hipotesis dapat dibuktikan. 76
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
b) Berdasarkan percobaan kepadatan standart
diperoleh
optimum
sebesar
kadar 24%
air
dengan
diperoleh
nilai
CBR
Desain
Optimum pada campuran tanah + 12.5%
kapur
dengan
lama
kepadatan kering 1.225 kg/cm3 pada
pemeraman 14 hari sebesar 30%.
campuran tanah + 12.5% kapur.
Jadi dapat disimpulkan bahwa waktu
Dari
untuk
pemeraman pada campuran tanah
kepadatan dapat ditarik kesimpilan
lempung ekspansif dan kapur akan
bahwa
meningkatkan nilai CBR tanah.
hasil
uji
hipotesis
terdapat
pengaruh
penambahan kapur terhadap nilai
c) Dari hasil uji hipotesis untuk CBR
kepadatan karena hipotesis dapat
Desain, dapat ditarik kesimpulan
dibuktikan.
bahwa penambahan kapur dan waktu
Dari pengujian CBR campuran tanah
+
kapur
waktu
alternative untuk meningkatkan daya
pemeraman 0,3,7,10,14 hari diporeleh
dukung tanah karena hipotesis dapat
nilai
dibuktikan.
maksimum
dengan
pemeraman dapat digunakan sebagai
pada
prosentase
campuran tanah + 12.5% kapur dengan SARAN-SARAN
waktu pemeraman 14 hari, yang dapat a) Untuk
diuraikan sebagai berikut: a) Nilai CBR Desain pada campuran tanah + kapur tanpa pemeraman meningkat hingga 166.67 dari 6% sampai
16%
seiring
meningkatnya
dengan prosentase
penambahan
kapur,
jadi
dapat
disimpulkan
bahwa
penambahan
kapur pada tanah lempung ekspansif akan meningkatkan nilai CBr tanah. b) Nilai
CBR
Desain
pada
tanah
campuran tanah + kapur dengan waktu
pemeraman
semakin
meningkat seiring dengan semakin lama waktu pemeraman. Sehingga
penelitian
selanjutnya
prosentase campuran perlu ditambah dengan prosentase kapur lebih dari 12.5% dan waktu pemeraman juga ditambah dengan lama pemeraman lebih dari 14 hari, atau dapat juga dengan mengganti bahan additive yang digunakan untuk mendapatkan nilai CBR yang optimum. b) Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih akurat, pembuatan benda uji perlu diperbanyak. c) Untuk aplikasi dilapangan, proses pencampuran
dan
pemadatan
diharapkan dapat diawasi dengan baik agar hasil dilapangan dapat 77
Juristek, Vol 4 No. 1, Juli 2015, Hal 70 - 78
d) mendekati
sama
dengan
hasil
dilaboratorium.
DAFTAR PUSTAKA Bowles, Joseph E. (1984). Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah.Mc Graw Hill. Jakarta: Penerbit Airlangga. Christiady, Hary (1992). Mekanika Tanah 1. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Craig, R.F. dan Budi, Susilo S.(1989). Mekanika Tanah. Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga. Das, B.M.(1993). Mekanika Tanah. (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1 dan 2. Jakarta: Erlangga Soedarmo, G. Djatmiko dan Purnomo, S.J. Edy(1997). Mekanika Tanah 1. Yogyakarta: Kanisius. Sudjana, (1995). Desain dan Analisis Eksperimen. Bandung: Penerbit PT. Tarsito. Wahyudi, Herman (1996). Perilaku dan Permasalahan Tanah Ekspansif. Seminar Geoteknik. Surabaya: Testana Engineering, Inc. Wesley, L.D. (1973) Mekanika Tanah. Jakarta: Badan Penerbitan Pekerjaan Umum.
78
