STABILISASI TANAH LEMPUNG DENGAN CAMPURAN PASIR DAN SEMEN

UNTUK LAPIS PONDASI JALAN RAYA

Anwar Muda

Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII

Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

ABSTRAK

Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu untuk memperbaiki sifat-

sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu. Sifat-sifat teknis tanah seperti daya dukung

(CBR) dan kuat tekan bebas (UCS) tanah lempung umumnya rendah. Seperti tanah lempung Bukit

Rawi, permasalahan rendahnya CBR dan UCS disebabkan dominan butiran halus sehingga mudah

dipengaruhi air. Pada kadar air sedang bersifat plastis dan kadar air lebih tinggi bersifat lunak. Untuk

itu, akan dicoba tanah ini distabilisasi dengan pasir dan semen dan diharapkan mampu memperbaiki

dan memenuhi syarat teknis.

Prosedur penelitian dibagi 3 tahap yaitu penelitian awal untuk menentukan apakah tanah Bukit

Rawi termasuk tanah berbutir halus (lempung). Pengujian awal meliputi analisa saringan. Setelah

diketahui tanah berbutir halus, maka dilakukan penelitian tahap kedua yaitu menambah campuran 12

% pasir. Kemudian tahap akhir yaitu menambah campuran semen 2, 4, 6, 8 dan 10% terhadap berat

isi kering tanah pasir kemudian diuji CBR dan UCS.

Hasil penelitian menunjukkan, bahwa stabilisasi tanah lempung dengan campuran 12% pasir

dan 2% semen nilai CBR sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan campuran 4% semen nilai

CBR sebesar 33%. dan 6% semen didapatkan nilai CBR sebesar 37%. Kemudian, campuran 8%

semen didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan 10% semen diperoleh nilai CBR sebesar 66%.

Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit Rawi memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi Jalan Raya

karena nilai CBR 66%>CBR 20% (lapis pondasi bawah) dan nilai CBR 66%>CBR 60% (lapis

pondasi atas).

Kata Kunci : Stabilisasi, Tanah lempung, Pasir, Semen

20

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam pengertian yang luas, yang dimaksud

stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah

dengan bahan tertentu, guna memperbaiki

sifat-sifat teknis tanah atau dapat pula,

stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah

atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar

memenuhi syarat teknis tertentu. Sifat-sifat

teknis tanah seperti daya dukung (CBR)

maupun kuat tekan bebas (UCS) tanah

lempung umumnya sangat rendah. Seperti

halnya, tanah lempung Bukit Rawi memiliki

daya dukung rendah dengan CBR hanya

3,20% (Nasrullah, 2010)

Permasalahan rendahnya daya dukung

(CBR) lempung Bukit Rawi disebabkan tanah

ini didominasi butiran halus yaitu 79,80%

lolos saringan No. 200 > 35% (AASHTO) dan

50% (USCS) sehingga mudah dipengaruhi

oleh air kemudian mempunyai Indeks

plastisitas (PI) 16,81% dengan penilaian

umum sebagai tanah dasar sedang sampai

buruk dan termasuk kelompok A-7-6

(AASHTO) dan lempung tak organik dalam

kelompok CL-ML (USCS).

Melihat berbagai permasalahan di atas,

pada penelitian ini akan dilakukan peningkatan

daya dukung distabilisasi semen dan pasir.

Campuran pasir direncanakan 12, terhadap

berat isi kering lempung. Kemudian,

pembuatan campuran semen dengan lempung

dan pasir yang sudah tercampur pada kondisi

optimum. Campuran semen direncanakan 2, 4,

6, 8 dan 10% terhadap berat isi kering

campuran lempung dan pasir. Penetapan nilai

campuran semen didasarkan hasil penelitian

Hatmoko (2000, 2007), bahwa semen

optimum 2,5% - 15% menghasilkan nilai CBR

yang cukup besar. Pada campuran tersebut

dilakukan pengujian berat jenis, pemadatan

standar, CBR rendaman dan dibandingkan

dengan CBR lapis pondasi jalan raya

Kajian Pustaka Yang Relevan

Menurut Hardiyatmo (2010), bahwa

kriteria kekuatan lapis perkerasan jalan pada

stabilisasi tanah semen seperti pada Tabel 2.1

berikut :

Tabel 2.1 Kriteria kekuatan stabilisasi tanah

semen

Sumber : Hardiyatmo (2010)

Hatmoko, (2000), melakukan penelitian

stabilisasi tanah lempung ekspansif dengan

menggunakan stabilisator pasir dan semen.

Dalam penelitiannya mengangkat

permasalahan kinerja bahan tambah pasir dan

semen terhadap sifat fisik tanah lempung

ekspansif. Penambahan pasir dimaksudkan

untuk menurunkan indeks plastisitas tanah

lempung. Pada penelitian ini, penambahan

pasir 7,5% menunjukkan penurunan indeks

plastisitas cukup besar. Kemudian pada

komposisi campuran tersebut (kadar pasir

7,5%) dilakukan stabilisasi dengan semen

berbagai prosentase. Pada penelitian ini,

21

digunakan prosentase semen 0, 2,5, 7,5, 10,

12,5 dan 15%.

Hasil pengujian menunjukkan,

kepadatan maksimal dan kadar air optimum di

capai pada kadar semen 7,5%. Peningkatan

nilai CBR dan penurunan nilai pengembangan

terlihat cukup besar pada masa perendaman 14

hari. Kuat tekan bebas akan naik dengan

naiknya kadar semen pada tanah tersebut.

Moerdika (2002) dalam tesisnya

berjudul Stabilisasi Tanah Laterit dari

Lampung Untuk Digunakan Sebagai Bahan

Lapis Pondasi Perkerasan Jalan menyatakan,

menurut AASHTO dan USCS, tanah laterit

dari Lampung diklasifikasikan sebagai A-7-5

dan CH. Nilai CBR rendaman 4 hari adalah

1,4%, UCS adalah 0,889 kg/cm2, batas cair

63%, batas plastis 30,02% dan Indeks

Plastisitas 32,98%.

Kajian dilakukan pada lima kombinasi

campuran tanah semen dengan kadar

stabilisator 2, 4, 6, 8, dan 10% berat serta lima

variasi waktu pemeraman yaitu 0, 7, 14, 21

dan 28 hari. Sifat kekuatan tanah semen dari

uji UCS dan CBR memperlihatkan kenaikan

yang berarti seiring dinaikkannya kadar

semen. Pada stabilisasi semen, pemberian

semen dengan kadar semen 6% memberikan

lapis pondasi bawah yang memenuhi

spesifikasi, dimana di dapat nilai UCS 7 hari

pemeraman 14,396 kg/cm2 (> 6 kg/cm

2) dan

nilai CBR 3 hari pemeraman 4 hari

perendaman 43,77% (>20%). Pemberian

semen dengan kadar 10% memberikan lapis

pondasi yang memenuhi spesifikasi, dimana

didapat nilai UCS 7 hari pemeraman 22,107

kg/cm2 (> 22 kg/cm

2) tetapi tidak memenuhi

spesifikasi nilai CBR 3 hari pemeraman 4 hari

perendaman 55,98% (< 80%).

Suardi (2005), melakukan penelitian

Kajian Kuat Tekan Bebas Tanah Lempung

yang Distabilisasi dengan Aditive Semen dan

Kapur, menyatakan, bahwa hasil uji mineral

dan kimia tanah banyak mengandung mineral

halloysite (41,94%) dan senyawa kimia SiO2

(55,3%) dan nilai aktivitas (A)=0,64, maka

tanah lempung mempunyai tingkat swelling

yang sangat rendah.

Dari hasil platisitas, sifat plastisitas

tanah menurun dengan diberikan bahan aditive

semen, di mana PI tanah asli 29,62%, bila di

campur dengan 15% semen PI menjadi

17,46%.

Pengujian kuat tekan bebas, penggunaan

semen untuk menstabilisasi tanah akan

meningkatkan nilai qu seiring meningkatnya

kadar semen yaitu masa perawatan 0 hari nilai

qu tanah asli 1,504 kg/ cm2, setelah

distabilisasi dengan semen 15% nilau qu

menjadi 1,93%. Kenaikan kekuatan akan

meningkat tajam pada masa perawatan 7 hari

nilau qu menjadi 3,88 kg/ cm2, sedangkan

masa perawatan 14 hari dengan kadar semen

yang sama nilai qu menjadi 4,29 kg/cm2.

Arif (2006), melakukan penelitian

Stabilisasi Tanah Liat Lunak dengan Garam

dan Portland Cement (PC), menyatakan,

praktis untuk tanah liat lunak asli tak dapat

dilakukan karena benda uji tak bisa dibuat.

Namun dengan penambahan garam dan semen

kondisi tanah menjadi lebih baik sehingga

benda uji bisa di buat.

22

Hasil pengujian menunjukkan pengaruh

kadar garam terhadap nilai UCS masing-

masing untuk curing 7, 14 dan 28 hari untuk

kadar semen 16% pada curing 7 hari, UCS

meningkat dengan naiknya kadar garam, tapi

untuk curing 14 dan 28 hari justru menurun.

Untuk kadar PC 13% nilai UCS berkurang

dengan bertambahnya kadar garam pada

curing 7, 14 dan 28 hari, disini jelas kuatnya

pengaruh curing terhadap hubungan antara

UCS dan kadar garam.

Pengukuran CBR soaked dan unsoaked

ditetapkan pada masing-masing penetrasi 0,1”

dan 0,2”. CBR soaked memberikan hasil lebih

baik dibanding nilai CBR unsoaked. Ini

disebabkan distribusi garam lebih merata

akibat proses soaking. Peningkatan CBR

terbasar terjadi pada komposisi 2% dan 16%

PC, baik untuk CBR penetrasi 0,1” maupun

penetrasi 0,2”, nilai CBR penetrasi 0,1” lebih

besar dari CBR penetrasi 0,2”,

mengindikasikan bahwa semakin jauh dari

permukaan ketahanan terhadap penetrasi

semakin kecil.

Yuniarti dkk (2008), melakukan

penelitian dengan judul Perbandingan Nilai

Daya Dukung Tanah Dasar Badan Jalan yang

Distabilisasi Semen dan Abu Sekam Padi.

Hasil pengujian kondisi tanah asli adalah

kadar air awal sebesar 49,87% dan berat jenis

2,70%. Kemudian Indeks Plastisitas 84,10%

lebih besar dari 17%, maka tanah memiliki

plastisitas tinggi.

Stabilisasi semen dan abu sekam padi

telah menurunkan nilai Indeks Plastisitas (PI)

tanah dari 84,10% menjadi 59,41% dan

50,18%. Penurunan nilai PI dapat mengurangi

potensi pengembangan dan penyusutan tanah.

Kemudian, dari pengujian pemadatan standar

proctor diperoleh berat isi kering maksimum

1,165 gr/cm3 menjadi 1,282 gr/cm

3 dan 1,232

gr/cm3. Berdasarkan hasil pengujian nilai daya

dukung tanah campuran tanah dengan semen

diperoleh 20,83% (bawah) dan 21,83% (atas).

Stabilisasi tanah dengan abu sekam padi

menghasilkan nilai CBR rendaman 15,29%

(atas) dan 17,83% (bawah). Dengan demikian,

semakin tinggi daya dukung tanah dalam

menahan beban.

METODE PENELITIAN

Penelitian dillakukan di laboratorium

Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah

Palangkaraya Jl. RTA Milono Km 1,5

Palangka Raya. Metode penelitian ini

mengacu pada diagram alir seperti pada

Gambar 4.2 berikut:

Gambar 4.2 Diagram Alir Penelitian 23

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8 10

Nil

ai C

BR

(%

)

Campuran Semen (%)

Grafik CBR

Pasir 12%

HASIL DAN PEMBAHASAN

a. Karakteristik tanah asli

Adapun karakteristik tanah asli Bukit

Rawi dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Karakteristik tanah asli Bukit Rawi

Berdasarkan Tabel 4.1 di atas, menurut

AASHTO (dalam Hardiyatmo, 2006) bahwa

tanah ini termasuk klasifikasi lanau-lempung.

Ini terlihat dari lolos saringan No. 200 lebih

besar 35%, Dari uji berat jenis (Gs) didapat

2,645, ini menunjukkan bahwa tanah ini

termasuk lempung organik karena Gs hasil uji

2,645 berada pada interval 2,58 – 2,65

(Hardiyatmo, 2006). Sedangkan dari

kepadatan tanah diperoleh 1,415 gr/cm3 pada

kadar optimum 26,60%. Parameter kepadatan

ini untuk membuat sampel untuk pengujian

California Bearing Ratio (CBR). Kemudian

pada uji CBR diperoleh 3,30%. Menurut Bina

Marga (dalam Hardiyatmo, 2010), bahwa

tanah ini termasuk CBR buruk untuk lapisan

tanah dasar (subgrade).

b. Karakteristik tanah asli setelah

distabilisasi dengan campuran pasir dan

semen

Adapun karakteristik tanah Bukit Rawi

setelah distabilisasi dengan campuran pasir

dan semen dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan

Gambar 4.1.

Tabel 4.2 Karakteristik tanah lempung

setelah distabilisasi dengan

campuran pasir dan semen

Gambar 4.1 Grafik CBR campuran pasir dan

semen

Pada Tabel 4.2 atau Gambar 4.1 terlihat

bahwa nilai CBR naik seiring bertambahnya

campuran pasir dan semen. Kemudian pada

saat stabilisasi tanah lempung dengan

campuran 12% pasir dan 2% semen nilai CBR

sebesar 4.80%. Kemudian, stabilisasi dengan

campuran 4% semen nilai CBR sebesar 33%.

dan 6% semen didapatkan nilai CBR sebesar

37%. Kemudian, campuran 8% semen

didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan 10%

semen diperoleh nilai CBR sebesar 66%.

Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit

Rawi memenuhi syarat untuk Lapis Pondasi

Jalan Raya karena nilai CBR 66% > CBR 20%

24

(lapis pondasi bawah) dan nilai CBR 66% >

CBR 60% (lapis pondasi atas).

Naiknya nilai CBR ini disebabkan

bahwa penambahan semen menjadi media

perekat bila bereaksi dengan air. Media

perekat ini kemudian memadat dan

membentuk massa yang keras sehingga lebih

kuat menahan beban. Ini terbukti dari hasil

penelitian Moerdika (2002) dan Yuniarti

(2008) bahwa penambahan semen pada tanah

lempung mampu meningkatkan nilai CBR.

KESIMPULAN

Berdasarakan hasil penelitian didapatkan

sebagai berikut :

1. Stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi

dengan campuran pasir 12% dan semen

2%, nilai CBR sebesar 4.80%. Kemudian,

stabilisasi dengan campuran semen 4%,

nilai CBR sebesar 33%. dan semen 6%

didapatkan nilai CBR sebesar 37%.

Kemudian, campuran semen 8%,

didapatkan nilai CBR sebesar 52% dan

semen 10%, diperoleh nilai CBR sebesar

66%.

2. Sehingga, stabilisasi tanah lempung bukit

Rawi dengan semen memenuhi syarat

untuk Lapis Pondasi Bawah Jalan Raya

karena nilai CBR 66% > CBR 20% (lapis

pondasi bawah) dan tidak memenuhi syarat

untuk Lapis Pondasi Atas Jalan Raya,

karena nilai CBR 66% < CBR 80% (lapis

pondasi atas).

SARAN

Berdasarkan hasil penelitian, maka disarankan

sebagai berikut :

1. Stabilisasi tanah lempung Bukit Rawi

dengan pasir 12% dan semen 10%, belum

memenuhi syarat CBR Lapis Pondasi Atas

Jalan Raya, sehingga perlu penelitian

lanjutan dengan menambah prosentasi

pasir, 16, 20 dan 24 %, diharapkan dapat

memenuhi syarat CBR minimal 80% untuk

Lapis Pondasi Atas Jalan Raya

2. Penelitian ini hanya sebatas nilai daya

dukung dengan nilai CBR Lapis Perkerasan

Jalan Raya, untuk itu perlu dilakukan

penelitian lanjutan dengan melakukan uji

terhadap kuat tekan bebas (UCS) tanah

lempung dengan campuran yang sama yaitu

pasir dan semen.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J.E, 1993, Sifat-sifat fisik dan

Geoteknis Tanah, Erlangga, Jakarta

Craig, R.F, Mekanika Tanah, Erlangga,

Jakarta

Das, B.M, 1993, Mekanika Tanah (Prinsip-

prinsip Rekayasa Geoteknis),

Erlangga, Jakarta

Hardiyatmo, H.C (2006), Mekanika Tanah 1,

Edisi Keempat, Gajah Mada

University Press, Yogyakarta

Hatmoko, (2000), Stabilisasi Tanah Lempung

ekspansif dengan Menggunakan

Stabilisator Pasir dan Semen (Jurnal

Tenik Sipil, Volume 8, No.1, 2007)

Universitas Atma Jaya, Jogjakarta

Ingles, O.G, dan Metcalf, J.B, (1972), Soil

stabilization Principle and Practice,

25

Butterworths Pty. Limited,

Melbourne.

Moerdika, O.V, (2002), Stabilisasi Tanah

Laterit dari Lampung Untuk

Digunakan Sebagai Bahan Lapis

Pondasi Perkerasan, Institut

Teknologi Bandung.

Punmia, B.C (1973), Soil Mechanics and

Foundation, Laxmi Publication (P),

Ltd, New Delhi.

Soedarmo, G.D dan Purnomo, J.D (1997),

Mekanika Tanah 1, Kanisius,

Jogjakarta

Sujianto,A.T (2007), Stabilisasi Tanah

Lempung Ekspansif Dengan Garam

Dapur (NaCl) (Jurnal Teknik Sipil

Volume 8, No.1, 2007)

Sukirman, S (1999), Perkerasan Lentur Jalan

Raya, Nova, Bandung

Qunik W, 2006, Pengaruh Kadar Kapur,

Waktu Perawatan dan Perendaman

Terhadap Kuat Dukung Tanah

Lempung, Dinamika Teknik Sipil,

Volume 8, No.1, 2006, Universitas

Muhammadiyah Surakarta, Surakarta

Wesley, L.D, (1977), Mekanika Tanah,

Cetakan ke VI, Badan Penerbit

Pekerjaan Umum, Jakarta.

26