Kajian Kuat Tekan Bebas Pada Stabilitas Tanah Lempung Dengan Stabilizing Agents Serbuk Kaca dan Gypsum
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Uraian Umum
Pengertian tanah secara umum dapat didefinisikan sebagai bahan material yang
terdiri dari butiran (agregat) berupa mineral padat yang tidak terikat secara kimiawi satu
sama lain .Tanah juga terdiri dari partikel-partikel padat itu sendiri serta zat cair dan gas
yang mengisi rongga-rongga kosong yang berada diantara partikel-partikel padat tersebut.
Tanah pada umumnya dapat dibagi menjadi empat kelas yaitu kerikil (gravel),
pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay), berdasarkan ukuran partikel yang paling
dominan dari tanah tersebut (Das, 1994). Pada uji laboratorium yang akan dilakukan,
jenis tanah yang akan diuji dan hasilnya dituliskan dalam tugas akhir ini adalah jenis
tanah lempung (clay).
Das (1994) menerangkan bahwa tanah lempung sebagian besar terdiri dari partikel
mikroskopis dan sub-mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan
mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikelpartikel, mineral-mineral lempung (clay mineral), dan mineral-mineral yang sangat halus
lain.
Tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada kadar
air sedang. Namun pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket
(kohesif) dan sangat lunak. Kohesif menunjukan kenyataan bahwa partikel-pertikel itu
melekat satu sama lainnya sedangkan plastisitas merupakan sifat yang memungkinkan
Universitas Sumatera Utara
bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya
dan tanpa terjadi retakan-retakan atau terpecah-pecah.
Stabilisasi tanah adalah suatu usaha yang dipakai untuk memperbaiki bahkan
mengubah sifat tanah dasar dengan tujuan agar tanah dasar tersebut dapat meningkat
mutu dan kemampuan daya dukungnya sehingga aman terhadap konstruksi bangunan
yang akan didirikan di atasnya. Jenis-jenis stabilisasi dapat dilakukan dengan tiga cara
yaitu :
1. Mekanis
Stabilisasi secara mekanis adalah densifikasi tanah dengan kekuatan eksternal
(external forces), antara lain dengan pemadatan (compaction) dan drainase vertical
(vertical drainage). Pemadatan dapat dilakukan dengan berbagai jenis peralatan mekanis
seperti: mesingilas (roller), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, getaran
(vibration), dan sebagainya.
2. Fisis
Stabilisasi secara fisis antara lain dengan perbaikan gradasi tanah, dimana butiran
tanah ditambahkan pada tanah yang bergradasi kurang baik (poor graded) sehingga
mencapai gradasi yang baik (weel graded). Stabilisasi dengan cara fisis ini umunya
dilakukan dengan cara mencampur berbagai jenis tanah, dan gradasi dari tanah campuran
tersebut juga harus sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
3. Kimiawi
Universitas Sumatera Utara
Stabilisasi secara kimiawi adalah dengan menambahkan bahan pencampur
(stabilizing agents) pada tanah yang akan distabilisasi. Stabilizing agents yang umum
digunakan adalah semen, kapur, gypsum, bitumen dan tar. Bahan pencampur (additiver)
tanah memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
a. Meningkatkan tanah dasar atau pondasi bawah
b. Meningkatkan traffic ability di lokasi konstruksi.
c. Tanah persiapan untuk pondasi dangkal.
d. Menstabilkan lereng dengan meningkatkan kekuatan geser tanah.
e. Mengurangi erosi oleh aliran permukaan atau rembesan dalam (pipa).
f. Membangun tanggul.
g. Meningkatkan kemampuan kerja bahan galian.
h. Merehabilitasi tanah tercemar.
1.2 Latar Belakang
Seluruh bangunan sipil berkaitan erat dengan tanah, karena tanah dapat digunakan
sebagai bahan bangunan dan sebagai tempat bangunan dapat berdiri. Seperti diketahui,
dalam setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah
awal yang harus dilakukan, guna mengetahui apakah tanah di lokasi pembangunan telah
memenuhi persyaratan perencanaan yaitu stabilitas, deformasi dan kepadatan.
Tanah berperan sebagai pondasi pendukung suatu bangunan, serta berfungsi
sebagai sarana pengembangan lahan dan pembangunan. Maka dari itu perlu pemahaman
Universitas Sumatera Utara
yang mendalam mengenai masalah stabilitas tanah dan mekanika tanah untuk
mempermudah pekerjaan Teknik Sipil.
Terdapat beberapa masalah yang harus dihadapi oleh seorang insinyur sipil di
lapangan, dimana sering dihadapkan pada kenyataan bahwa lokasi memiliki karakteristik
tanah yang kurang baik, sehingga untuk menambah kekuatan dan memperbaiki daya
dukungnya perlu dilakukan upaya stabilisasi pada tanah di lokasi tesebut. Sebagai contoh
pada tanah lunak terdapat dua masalah pokok. Pertama, masalah daya dukung tanah yang
rendah. Kedua, masalah penurunan yang besar. Sifat tanah lunak yang lain, yang juga
kurang menguntungkan adalah mempunyai kadar air yang tinggi, Untuk mengatasi hal
tersebut diperlukan upaya perbaikan tanah melalui usaha stabilisasi tanah. Dalam
pengujian ini metode stabilisasi yang digunakan adalah stabilisisasi secara kimiawi. Yaitu
pencampuran antara gypsum dan serbuk kaca.
Gypsum adalah batu putih yang terbentuk karena pengendapan air laut. Gypsum
merupakan mineral terbanyak dalam batuan sedimen, lunak bila murni.Merupakan bahan
baku yang dapat diolah menjadi kapur tulis dan juga digunakan untuk pembuatan
bangunan plester, papan dinding, ubin. Gypsum sebagai perekat mineral mempunyai sifat
yang lebih baik dibandingkan dengan perekat organik karena tidak menimbulkan
pencemaran udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan
terhadap zat kimia (Purwadi, 1993). Oleh karena itu, dilakukan penelitian urrtuk
pemanfaatan gypsum lebih lanjut yaitu sebagai bahan stabilisasi tanah lempung.
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini gypsum tersebut langsung dicampurkan dengan tanah
lempung undisturbed yang telah di dapat dari lokasi pengambilan sampel tanah lempung.
stabilizing agents yang digunakan dalam penelitian ini tidak hanya dengan gypsum tetapi
juga menggunakan serbuk kaca.
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan
kita sehari-hari. Serbuk kaca yang digunakan untuk penelitian ini berupa limbah kaca
yang di pecahkan hingga menjadi abu dan lolos saringan No. 200.
Dalam menentukan kekuatan geser tanah akibat proses stabilisasi dilakukan
beberapa uji laboratorium, jenis pengujian yang sering dikenal antara lain uji kuat tekan
bebas (unconfined compression test) , uji CBR dan uji Triaksial. Dalam penelitian ini
penulis menggunakan uji kuat tekan bebas sebagai pengujian untuk menentukan besar
kekuatan geser tanah yang sudah di stabilisasi dengan gypsum dan serbuk kaca.
I.3.
Tujuan dan manfaat
1.3.1
Tujuan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Mengetahui Penambahan 2% gypsum dan variasi serbuk kaca pada tanah lempung
(clay) terhadap index properties.
2. Mengetahui pengaruh penambahan kadar persentase yang efektif serbuk kaca
dan gypsum pada tanah lempung (clay) terhadap daya dukung tanah maksimum.
Universitas Sumatera Utara
3. Mengetahui pengaruh waktu pemeraman terhadap kuat tekan bebas tanah
lempung yang distabilisasi dengan serbuk kaca dan gypsum.
1.3.2
Manfaat
Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Menguragi sisa limbah pembuangan kaca
2. Pihak-pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang serupa.
3. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang dibahas
dalam laporan Tugas Akhir.
I.4.
Pembatasan Masalah
Pada Tugas Akhir ini, batasan-batasannya antara lain :
1. Tanah yang dipakai dalam pengujian ini adalah tanah lempung.
2. Diambil sebanyak 15 (lima belas) sampel tanah, dengan usia pemeraman 1 hari,
dan 15 sampel lainnya dengan usia pemeraman 14 hari, dimana 1 (satu) digunakan
sampel tanpa campuran atau tanah asli, 14 (empat belas) digunakan sampel
dengan campuran serbuk kaca dan gypsum. Dengan variasi 2% G + 0% SK , 2%
G + 2% SK , 2% G + 3% SK , 2% G + 4% SK , 2% G + 5% SK , 2% G + 6% SK ,
2% G + 7% SK , 2% G + 8% SK , 2% G + 9% SK , 2% G + 10% SK , 2% G +
11% SK , 2% G + 12% SK , 2% G + 13% SK , 2% G + 14% SK , 2% G + 15%
SK.
3. Pengujian sifat fisik terhadap sampel tanah dilakukan di laboratorium meliputi
pemeriksaan kadar air, berat isi tanah, berat jenis tanah, analisa saringan serta
pengujian Atterberg mencakup pemeriksaan batas cair dan batas plastis.
Universitas Sumatera Utara
4. Pengujian sifat- sifat mekanis tanah lempungdilakukan dengan uji kuat tekan
bebas (Unconfined Compression Test) dan uji Proctor Standard.
5. Dalam 15 jenis sampel yang diuji, hasil yang dilihat adalah variasi optimum
campuran serbuk kaca dan gypsum dengan usia pemeraman 1 hari dan di
bandingkan dengan 15 sampel dengan variasi campuran yang sama dengan usia
pemeraman selama 14 hari.
6. Pengujian CBR dan triaksial tidak dilakukan dalam penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Uraian Umum
Pengertian tanah secara umum dapat didefinisikan sebagai bahan material yang
terdiri dari butiran (agregat) berupa mineral padat yang tidak terikat secara kimiawi satu
sama lain .Tanah juga terdiri dari partikel-partikel padat itu sendiri serta zat cair dan gas
yang mengisi rongga-rongga kosong yang berada diantara partikel-partikel padat tersebut.
Tanah pada umumnya dapat dibagi menjadi empat kelas yaitu kerikil (gravel),
pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay), berdasarkan ukuran partikel yang paling
dominan dari tanah tersebut (Das, 1994). Pada uji laboratorium yang akan dilakukan,
jenis tanah yang akan diuji dan hasilnya dituliskan dalam tugas akhir ini adalah jenis
tanah lempung (clay).
Das (1994) menerangkan bahwa tanah lempung sebagian besar terdiri dari partikel
mikroskopis dan sub-mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan
mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikelpartikel, mineral-mineral lempung (clay mineral), dan mineral-mineral yang sangat halus
lain.
Tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada kadar
air sedang. Namun pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket
(kohesif) dan sangat lunak. Kohesif menunjukan kenyataan bahwa partikel-pertikel itu
melekat satu sama lainnya sedangkan plastisitas merupakan sifat yang memungkinkan
Universitas Sumatera Utara
bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya
dan tanpa terjadi retakan-retakan atau terpecah-pecah.
Stabilisasi tanah adalah suatu usaha yang dipakai untuk memperbaiki bahkan
mengubah sifat tanah dasar dengan tujuan agar tanah dasar tersebut dapat meningkat
mutu dan kemampuan daya dukungnya sehingga aman terhadap konstruksi bangunan
yang akan didirikan di atasnya. Jenis-jenis stabilisasi dapat dilakukan dengan tiga cara
yaitu :
1. Mekanis
Stabilisasi secara mekanis adalah densifikasi tanah dengan kekuatan eksternal
(external forces), antara lain dengan pemadatan (compaction) dan drainase vertical
(vertical drainage). Pemadatan dapat dilakukan dengan berbagai jenis peralatan mekanis
seperti: mesingilas (roller), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, getaran
(vibration), dan sebagainya.
2. Fisis
Stabilisasi secara fisis antara lain dengan perbaikan gradasi tanah, dimana butiran
tanah ditambahkan pada tanah yang bergradasi kurang baik (poor graded) sehingga
mencapai gradasi yang baik (weel graded). Stabilisasi dengan cara fisis ini umunya
dilakukan dengan cara mencampur berbagai jenis tanah, dan gradasi dari tanah campuran
tersebut juga harus sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
3. Kimiawi
Universitas Sumatera Utara
Stabilisasi secara kimiawi adalah dengan menambahkan bahan pencampur
(stabilizing agents) pada tanah yang akan distabilisasi. Stabilizing agents yang umum
digunakan adalah semen, kapur, gypsum, bitumen dan tar. Bahan pencampur (additiver)
tanah memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
a. Meningkatkan tanah dasar atau pondasi bawah
b. Meningkatkan traffic ability di lokasi konstruksi.
c. Tanah persiapan untuk pondasi dangkal.
d. Menstabilkan lereng dengan meningkatkan kekuatan geser tanah.
e. Mengurangi erosi oleh aliran permukaan atau rembesan dalam (pipa).
f. Membangun tanggul.
g. Meningkatkan kemampuan kerja bahan galian.
h. Merehabilitasi tanah tercemar.
1.2 Latar Belakang
Seluruh bangunan sipil berkaitan erat dengan tanah, karena tanah dapat digunakan
sebagai bahan bangunan dan sebagai tempat bangunan dapat berdiri. Seperti diketahui,
dalam setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah
awal yang harus dilakukan, guna mengetahui apakah tanah di lokasi pembangunan telah
memenuhi persyaratan perencanaan yaitu stabilitas, deformasi dan kepadatan.
Tanah berperan sebagai pondasi pendukung suatu bangunan, serta berfungsi
sebagai sarana pengembangan lahan dan pembangunan. Maka dari itu perlu pemahaman
Universitas Sumatera Utara
yang mendalam mengenai masalah stabilitas tanah dan mekanika tanah untuk
mempermudah pekerjaan Teknik Sipil.
Terdapat beberapa masalah yang harus dihadapi oleh seorang insinyur sipil di
lapangan, dimana sering dihadapkan pada kenyataan bahwa lokasi memiliki karakteristik
tanah yang kurang baik, sehingga untuk menambah kekuatan dan memperbaiki daya
dukungnya perlu dilakukan upaya stabilisasi pada tanah di lokasi tesebut. Sebagai contoh
pada tanah lunak terdapat dua masalah pokok. Pertama, masalah daya dukung tanah yang
rendah. Kedua, masalah penurunan yang besar. Sifat tanah lunak yang lain, yang juga
kurang menguntungkan adalah mempunyai kadar air yang tinggi, Untuk mengatasi hal
tersebut diperlukan upaya perbaikan tanah melalui usaha stabilisasi tanah. Dalam
pengujian ini metode stabilisasi yang digunakan adalah stabilisisasi secara kimiawi. Yaitu
pencampuran antara gypsum dan serbuk kaca.
Gypsum adalah batu putih yang terbentuk karena pengendapan air laut. Gypsum
merupakan mineral terbanyak dalam batuan sedimen, lunak bila murni.Merupakan bahan
baku yang dapat diolah menjadi kapur tulis dan juga digunakan untuk pembuatan
bangunan plester, papan dinding, ubin. Gypsum sebagai perekat mineral mempunyai sifat
yang lebih baik dibandingkan dengan perekat organik karena tidak menimbulkan
pencemaran udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan
terhadap zat kimia (Purwadi, 1993). Oleh karena itu, dilakukan penelitian urrtuk
pemanfaatan gypsum lebih lanjut yaitu sebagai bahan stabilisasi tanah lempung.
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini gypsum tersebut langsung dicampurkan dengan tanah
lempung undisturbed yang telah di dapat dari lokasi pengambilan sampel tanah lempung.
stabilizing agents yang digunakan dalam penelitian ini tidak hanya dengan gypsum tetapi
juga menggunakan serbuk kaca.
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan
kita sehari-hari. Serbuk kaca yang digunakan untuk penelitian ini berupa limbah kaca
yang di pecahkan hingga menjadi abu dan lolos saringan No. 200.
Dalam menentukan kekuatan geser tanah akibat proses stabilisasi dilakukan
beberapa uji laboratorium, jenis pengujian yang sering dikenal antara lain uji kuat tekan
bebas (unconfined compression test) , uji CBR dan uji Triaksial. Dalam penelitian ini
penulis menggunakan uji kuat tekan bebas sebagai pengujian untuk menentukan besar
kekuatan geser tanah yang sudah di stabilisasi dengan gypsum dan serbuk kaca.
I.3.
Tujuan dan manfaat
1.3.1
Tujuan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Mengetahui Penambahan 2% gypsum dan variasi serbuk kaca pada tanah lempung
(clay) terhadap index properties.
2. Mengetahui pengaruh penambahan kadar persentase yang efektif serbuk kaca
dan gypsum pada tanah lempung (clay) terhadap daya dukung tanah maksimum.
Universitas Sumatera Utara
3. Mengetahui pengaruh waktu pemeraman terhadap kuat tekan bebas tanah
lempung yang distabilisasi dengan serbuk kaca dan gypsum.
1.3.2
Manfaat
Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Menguragi sisa limbah pembuangan kaca
2. Pihak-pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang serupa.
3. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang dibahas
dalam laporan Tugas Akhir.
I.4.
Pembatasan Masalah
Pada Tugas Akhir ini, batasan-batasannya antara lain :
1. Tanah yang dipakai dalam pengujian ini adalah tanah lempung.
2. Diambil sebanyak 15 (lima belas) sampel tanah, dengan usia pemeraman 1 hari,
dan 15 sampel lainnya dengan usia pemeraman 14 hari, dimana 1 (satu) digunakan
sampel tanpa campuran atau tanah asli, 14 (empat belas) digunakan sampel
dengan campuran serbuk kaca dan gypsum. Dengan variasi 2% G + 0% SK , 2%
G + 2% SK , 2% G + 3% SK , 2% G + 4% SK , 2% G + 5% SK , 2% G + 6% SK ,
2% G + 7% SK , 2% G + 8% SK , 2% G + 9% SK , 2% G + 10% SK , 2% G +
11% SK , 2% G + 12% SK , 2% G + 13% SK , 2% G + 14% SK , 2% G + 15%
SK.
3. Pengujian sifat fisik terhadap sampel tanah dilakukan di laboratorium meliputi
pemeriksaan kadar air, berat isi tanah, berat jenis tanah, analisa saringan serta
pengujian Atterberg mencakup pemeriksaan batas cair dan batas plastis.
Universitas Sumatera Utara
4. Pengujian sifat- sifat mekanis tanah lempungdilakukan dengan uji kuat tekan
bebas (Unconfined Compression Test) dan uji Proctor Standard.
5. Dalam 15 jenis sampel yang diuji, hasil yang dilihat adalah variasi optimum
campuran serbuk kaca dan gypsum dengan usia pemeraman 1 hari dan di
bandingkan dengan 15 sampel dengan variasi campuran yang sama dengan usia
pemeraman selama 14 hari.
6. Pengujian CBR dan triaksial tidak dilakukan dalam penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara