Kajian Efektifitas Penggunaan Abu Vulkanik dan Abu Sekam Padi Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR dan Penggunaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Umum
Tanah merupakan hal penting dari suatu konstruksi. Selain sebagai bahan bangunan
pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, tanah juga berfungsi sebagai pendukung
pondasi dari bangunan. Pada mulanya, seni rekayasa tanah dilaksanakan hanya berdasarkan
pengalaman di masa lalu saja. Tetapi dengan pertumbuhan ilmu dan teknologi, perancangan
dan pelaksanaan struktur yang lebih baik dan lebih ekonomis adalah hal yang sangat
diperlukan. (Das, 1995)
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk
menyebarkan beban bangunan kedalamnya.Kondisi tanah di setiap tempat sangatlah
berbeda karena tanah secara ilmiah merupakan material yang rumit dan sangat
bervariasi.Apabila suatu tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat
lunak sehingga tidak sesuai untuk pembangunan, maka tanah tersebut sebaiknya
distabilisasi.
Stabilisasiadalahpencampuran
sifatteknistanah,ataudapat
tanahdenganbahantertentu,gunamemperbaikisifat-
pulaberartiusahauntukmerubahataumemperbaiki
sifat-
sifatteknistanahtertentuagarmemenuhisyaratteknis tertentu. (Hardiyatmo, 1992)
Bahantambah(addictive)untukstabilisasiadalahbahanyangbiladitambahkan
kedalamtanahdengan
teknistanah,sepertikekuatan,
perbandinganyangtepatakanmemperbaikisifat-sifat
tekstur,
workability
danplastisitas.Bahantambahyangbiasadigunakanuntukperbaikan
tanahantaralain,semen,kapur,
abuterbang,abusekampadi,ataucampuran
antara
duaatautigabahantambahtersebut.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Latar Belakang
Seluruhbangunansipilberkaitaneratdengantanah,karenatanahdapatdigunakan
sebagaibahan bangunandan sebagaitempatbangunan dapatberdiri.Sepertidiketahui, dalam
setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah awalyang
harusdilakukan,gunamengetahuiapakahtanahdilokasipembangunantelah
memenuhi
persyaratan perencanaanyaitu stabilitas, deformasi dan kepadatan.Jenis tanahyang perlu
diperhatikan
adalah
tanah
lempung.
Terdapatbeberapa
masalahyang
harusdihadapiolehseorang
insinyursipildilapangan,dimanasering
dihadapkanpadakenyataanbahwalokasimemiliki
karakteristiktanahyangkurang
sehingga
baik,
untuk menambahkekuatan dan memperbaiki daya dukungnyaperlu dilakukan
upaya stabilisasipadatanah di lokasi tesebut.
Tanah lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sering digunakan dalam proses
stabilisasi. Hal ini disebabkan tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat
plastis pada kadar air sedang, namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung akan bersifat
lengket (kohesif) dan sangat lunak., sehingga menyebabkan perubahan volume yang besar
karena pengaruh air dan menyebabkan tanah mengembang dan menyusut dalam jangka
waktu yang relatif cepat. Sifat inilah yang menjadi alasan perlunya dilakukan proses
stabilisasi agar sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah
tersebut. (Hardiyatmo, 2002)
Salah satu cara untuk memperbaiki sifat tanah yang tidak stabil yaitu dengan cara
stabilisasi. Stabilisasi tanah dapat dilakukan dengancara mekanis, fisis dan kimiawi
(modification of admixture).
Pada penelitian ini akan dibahas tentang stabilisasi tanah lempung dengan
penambahan abu vulkanik dan abu sekam padi sebagai bahan stabilisator yang diharapkan
Universitas Sumatera Utara
dapat memperbaiki sifat-sifat fisis maupun mekanis dari sampel tanah sehingga didapat
tanah lempung yang memenuhi syarat teknis penggunaan pada konstruksi dilapangan.
Berdasarkan fungsi abu vulkanik sebagai material alami yang dikeluarkan dari
gunung berapi selain dapat mengakibatkan kerusakan pada lingkungan, namun juga
memiliki keumungkinan pemanfaatan lain yang lebih menguntungkan. Komposisi abu
vukanik terdiri atas Silika dan Kuarsa.Kandungan SiO2 merupakan unsur penyusun utama
dalam pembentukan semen, dengan demikian abu vulkanik memiliki sifat sifat pozolanitik.
Sifat pozolanitik memiliki perilaku mengikat mineral lain yang ada di lempung sehingga
menjadi semakin keras dalam jangka waktu tertentu.
Abu sekam padi merupakan suatu material yang merupakan limbah dari hasil
pengolahan padi menjadi beras pada pabrik penggilingan padi.Abu sekam padi tersebut
merupakan limbah yang tidak mengalami pengolahan kembali.Komposisi abu sekam padi
terdiri atas Silika sebagai SiO2, Aluminium sebagai Al2O3, dan Magnesium sebagai
MgO.Manfaat abu sekam padi selain menggemburkan tanah, menyuburkan tanaman, dan
juga mengoptimalkan dan memaksimalkan pertumbuhan dari tanaman. Di dalam penelitian
ini diharapkan abu sekam padi dapat menambah nilai CBR dan kuat tekan tanah.
1.3
Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang ingin dijawab dalam penelitian ini yaitu antara lain:
1.
Apakah abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi dapat dimanfaatkan untuk
bahan stabilisasi tanah?
2.
Apakan tanah seperti dari Patumbak dapat digunakan sebagai tanah timbunan
dengan memperbaiki index propertiesnya?
3.
Berapakah kadar campuran abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi yang
sesuai untuk stabilisasi tanah ?
Universitas Sumatera Utara
4.
Berapa kadar air optimum kombinasi abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung
untuk stabilisasi tanah Patumbak?
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini diantaranya:
1. Mengetahui sifat fisis dan teknis dari abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi
2. Mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%,
12.5%, 15%, 17,5%, 20%, 22,5% dan 25% variasi penambahan abu Gunung
Sinabung sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, 15%, 17,5%, 20%, 22,5% dan
25% pada tanah lempung terhadap index properties.
3. Mengetahui pengaruh penambahan variasi penambahan abu Gunung Sinabung
saja pada tanah lempung terhadap index properties dan penambahan abu sekam
padi saja sebesar masing masing 25%.
4. Mencari campuran yang optimal yang memberikan nilai kuat tekan bebas (UCT)
dan CBR terbesar dari tanah lempung yang distabilisasi dengan abu Gunung
Sinabung dan abu sekam padi.
1.4.2 Manfaat
Hasil penelitian ini diharapkan suatu timbunan yang menggunakan tanah lempung
Patumbak dapat distabilisasi. Sifat tanah lempung ini dapat membahayakan suatu konstruksi
dan dapat memperlambat suatu pekerjaan konstruksi ataupun pekerjaan timbunan. Dalam
penelitian akan dilakukan variasi antara abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung yang
sedemikian rupa agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan.
Universitas Sumatera Utara
Diharapkan juga bahwa variasi abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung dapat
mencapai hasil yang diharapkan sehingga dapat digunakan sebagai referensi untuk menjadi
satu bahan stabilisator sehingga kedua limbah tersebut dapat dimanfaatkan semaksimal
mungkin agar dapat mengurangi dampak lingkungannya dan juga pemanfaatan limbah ini.
1.5 Pembatasan Penelitian
Pada Tugas Akhir ini, batasan-batasannya antara lain :
1. Tanah yang dipakai tanah lempung Patumbak, Deli Serdang.
2. Bahan stabilitas yang digunakan adalah abu sekam padidan abu gunung vulkanik yang
telah lolos saringan no 200.
3. Abu vulkanik yang digunakan adalah abu vulkanik Gunung Sinabung dan abu sekam
padi yang digunakan adalah abu sekam padi hasil pembakaran batu bata secanggang,
Stabat.
4. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang dilakukan pada
awal penelitian, meliputi:
Uji kadar air
Uji berat jenis tanah
Uji nilai atterberg (batas-batas konsistensi)
Uji distribusi butiran atau analisa saringan
5. Komposisi campuran terdiri dari
tanah, abu vulkanik dan abu sekam padi.
Penambahan presentase abu sekam padi sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, dan
22,5% dan variasi penambahan abu Gunung Sinabung sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%,
12.5%, dan 22,5% dari berat tanah asli 75%.
6. Berat tanah yang dimaksud adalah tanah dalam kondisi kering setelah dijemur di
bawah sinar matahari dan lolos saringan no 4.
Universitas Sumatera Utara
7. Pengujian untuk engineering properties dilakukan dengan uji proctor standard, uji
CBR Laboratorium(california bearing ratio) dan uji kuat tekan bebas (unconfined
compression test).
8. Masa pemeraman yaitu 14 hari.
9. Penelitian ini murni dilakukan untuk penelitian tugas akhir saja. Tidak ada kaitannya
dengan biaya sehingga tidak memiliki nilai ekonomis.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam penelitian ini akan dibuat dalam 5 bab dengan uraian
sebagai berikut:
Bab I: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang penulisan, tujuan dan manfaat, rumusan masalah,
pembatasan masalah.
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab ini mencakup hal-hal yang dijadikan penulis sebagai dasar dalam membahas
pengaruh penambahan abu gunung vulkanik dan abu sekam padi pada tanah lempung,
terhadap peningkatan daya dukung tanah dengan pengujian CBR Laboratorium (California
Bearing Ratio) dan pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression test).
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisi tentang segala metodologi yang dilakukan dalam penelitian berupa
urutan-urutan tahapan pelaksanaan penelitian mulai dari pekerjaan di lapangan sampai jenis
penelitian yang dilakukan di laboratorium hingga analisis data laboratorium yang telah
diperoleh.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV: Pembahasan
Bab ini berisi tentang pembahasan mengenai pengaruh penambahan abu gunung
vulkanik dan
abu sekam padi
laboratorium
yaitu
pada
tanah
lempung
yang dilihat dari pengujian
CBR Laboratorium sesuai dengan variasi kadar campuran yang
direncanakan. Membahas tentang data-data yang didapat dari penelitian yang dilakukan
yakni nilai CBR pada uji CBR Lab. dan Unconfined Compression Test sesuai dengan variasi
kadar campuran yang
direncanakan. Membahas tentang data-data yang didapat dari
penelitian yang dilakukan yakni nilai �� dan �� pada uji kuat tekan bebas , membahas grafik
hubungan antara abu gunung vulkanik dan abu sekam padi dengan lama pemeraman terhadap
kekuatan tanah yang diperoleh, serta analisa angka dari pengujian Atterberg.
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang diberikan
atas hasil yang didapat.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Umum
Tanah merupakan hal penting dari suatu konstruksi. Selain sebagai bahan bangunan
pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, tanah juga berfungsi sebagai pendukung
pondasi dari bangunan. Pada mulanya, seni rekayasa tanah dilaksanakan hanya berdasarkan
pengalaman di masa lalu saja. Tetapi dengan pertumbuhan ilmu dan teknologi, perancangan
dan pelaksanaan struktur yang lebih baik dan lebih ekonomis adalah hal yang sangat
diperlukan. (Das, 1995)
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk
menyebarkan beban bangunan kedalamnya.Kondisi tanah di setiap tempat sangatlah
berbeda karena tanah secara ilmiah merupakan material yang rumit dan sangat
bervariasi.Apabila suatu tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat
lunak sehingga tidak sesuai untuk pembangunan, maka tanah tersebut sebaiknya
distabilisasi.
Stabilisasiadalahpencampuran
sifatteknistanah,ataudapat
tanahdenganbahantertentu,gunamemperbaikisifat-
pulaberartiusahauntukmerubahataumemperbaiki
sifat-
sifatteknistanahtertentuagarmemenuhisyaratteknis tertentu. (Hardiyatmo, 1992)
Bahantambah(addictive)untukstabilisasiadalahbahanyangbiladitambahkan
kedalamtanahdengan
teknistanah,sepertikekuatan,
perbandinganyangtepatakanmemperbaikisifat-sifat
tekstur,
workability
danplastisitas.Bahantambahyangbiasadigunakanuntukperbaikan
tanahantaralain,semen,kapur,
abuterbang,abusekampadi,ataucampuran
antara
duaatautigabahantambahtersebut.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Latar Belakang
Seluruhbangunansipilberkaitaneratdengantanah,karenatanahdapatdigunakan
sebagaibahan bangunandan sebagaitempatbangunan dapatberdiri.Sepertidiketahui, dalam
setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah awalyang
harusdilakukan,gunamengetahuiapakahtanahdilokasipembangunantelah
memenuhi
persyaratan perencanaanyaitu stabilitas, deformasi dan kepadatan.Jenis tanahyang perlu
diperhatikan
adalah
tanah
lempung.
Terdapatbeberapa
masalahyang
harusdihadapiolehseorang
insinyursipildilapangan,dimanasering
dihadapkanpadakenyataanbahwalokasimemiliki
karakteristiktanahyangkurang
sehingga
baik,
untuk menambahkekuatan dan memperbaiki daya dukungnyaperlu dilakukan
upaya stabilisasipadatanah di lokasi tesebut.
Tanah lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sering digunakan dalam proses
stabilisasi. Hal ini disebabkan tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat
plastis pada kadar air sedang, namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung akan bersifat
lengket (kohesif) dan sangat lunak., sehingga menyebabkan perubahan volume yang besar
karena pengaruh air dan menyebabkan tanah mengembang dan menyusut dalam jangka
waktu yang relatif cepat. Sifat inilah yang menjadi alasan perlunya dilakukan proses
stabilisasi agar sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah
tersebut. (Hardiyatmo, 2002)
Salah satu cara untuk memperbaiki sifat tanah yang tidak stabil yaitu dengan cara
stabilisasi. Stabilisasi tanah dapat dilakukan dengancara mekanis, fisis dan kimiawi
(modification of admixture).
Pada penelitian ini akan dibahas tentang stabilisasi tanah lempung dengan
penambahan abu vulkanik dan abu sekam padi sebagai bahan stabilisator yang diharapkan
Universitas Sumatera Utara
dapat memperbaiki sifat-sifat fisis maupun mekanis dari sampel tanah sehingga didapat
tanah lempung yang memenuhi syarat teknis penggunaan pada konstruksi dilapangan.
Berdasarkan fungsi abu vulkanik sebagai material alami yang dikeluarkan dari
gunung berapi selain dapat mengakibatkan kerusakan pada lingkungan, namun juga
memiliki keumungkinan pemanfaatan lain yang lebih menguntungkan. Komposisi abu
vukanik terdiri atas Silika dan Kuarsa.Kandungan SiO2 merupakan unsur penyusun utama
dalam pembentukan semen, dengan demikian abu vulkanik memiliki sifat sifat pozolanitik.
Sifat pozolanitik memiliki perilaku mengikat mineral lain yang ada di lempung sehingga
menjadi semakin keras dalam jangka waktu tertentu.
Abu sekam padi merupakan suatu material yang merupakan limbah dari hasil
pengolahan padi menjadi beras pada pabrik penggilingan padi.Abu sekam padi tersebut
merupakan limbah yang tidak mengalami pengolahan kembali.Komposisi abu sekam padi
terdiri atas Silika sebagai SiO2, Aluminium sebagai Al2O3, dan Magnesium sebagai
MgO.Manfaat abu sekam padi selain menggemburkan tanah, menyuburkan tanaman, dan
juga mengoptimalkan dan memaksimalkan pertumbuhan dari tanaman. Di dalam penelitian
ini diharapkan abu sekam padi dapat menambah nilai CBR dan kuat tekan tanah.
1.3
Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang ingin dijawab dalam penelitian ini yaitu antara lain:
1.
Apakah abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi dapat dimanfaatkan untuk
bahan stabilisasi tanah?
2.
Apakan tanah seperti dari Patumbak dapat digunakan sebagai tanah timbunan
dengan memperbaiki index propertiesnya?
3.
Berapakah kadar campuran abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi yang
sesuai untuk stabilisasi tanah ?
Universitas Sumatera Utara
4.
Berapa kadar air optimum kombinasi abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung
untuk stabilisasi tanah Patumbak?
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini diantaranya:
1. Mengetahui sifat fisis dan teknis dari abu Gunung Sinabung dan abu sekam padi
2. Mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%,
12.5%, 15%, 17,5%, 20%, 22,5% dan 25% variasi penambahan abu Gunung
Sinabung sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, 15%, 17,5%, 20%, 22,5% dan
25% pada tanah lempung terhadap index properties.
3. Mengetahui pengaruh penambahan variasi penambahan abu Gunung Sinabung
saja pada tanah lempung terhadap index properties dan penambahan abu sekam
padi saja sebesar masing masing 25%.
4. Mencari campuran yang optimal yang memberikan nilai kuat tekan bebas (UCT)
dan CBR terbesar dari tanah lempung yang distabilisasi dengan abu Gunung
Sinabung dan abu sekam padi.
1.4.2 Manfaat
Hasil penelitian ini diharapkan suatu timbunan yang menggunakan tanah lempung
Patumbak dapat distabilisasi. Sifat tanah lempung ini dapat membahayakan suatu konstruksi
dan dapat memperlambat suatu pekerjaan konstruksi ataupun pekerjaan timbunan. Dalam
penelitian akan dilakukan variasi antara abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung yang
sedemikian rupa agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan.
Universitas Sumatera Utara
Diharapkan juga bahwa variasi abu sekam padi dan abu Gunung Sinabung dapat
mencapai hasil yang diharapkan sehingga dapat digunakan sebagai referensi untuk menjadi
satu bahan stabilisator sehingga kedua limbah tersebut dapat dimanfaatkan semaksimal
mungkin agar dapat mengurangi dampak lingkungannya dan juga pemanfaatan limbah ini.
1.5 Pembatasan Penelitian
Pada Tugas Akhir ini, batasan-batasannya antara lain :
1. Tanah yang dipakai tanah lempung Patumbak, Deli Serdang.
2. Bahan stabilitas yang digunakan adalah abu sekam padidan abu gunung vulkanik yang
telah lolos saringan no 200.
3. Abu vulkanik yang digunakan adalah abu vulkanik Gunung Sinabung dan abu sekam
padi yang digunakan adalah abu sekam padi hasil pembakaran batu bata secanggang,
Stabat.
4. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang dilakukan pada
awal penelitian, meliputi:
Uji kadar air
Uji berat jenis tanah
Uji nilai atterberg (batas-batas konsistensi)
Uji distribusi butiran atau analisa saringan
5. Komposisi campuran terdiri dari
tanah, abu vulkanik dan abu sekam padi.
Penambahan presentase abu sekam padi sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, dan
22,5% dan variasi penambahan abu Gunung Sinabung sebesar 2.5%, 5%, 7.5%, 10%,
12.5%, dan 22,5% dari berat tanah asli 75%.
6. Berat tanah yang dimaksud adalah tanah dalam kondisi kering setelah dijemur di
bawah sinar matahari dan lolos saringan no 4.
Universitas Sumatera Utara
7. Pengujian untuk engineering properties dilakukan dengan uji proctor standard, uji
CBR Laboratorium(california bearing ratio) dan uji kuat tekan bebas (unconfined
compression test).
8. Masa pemeraman yaitu 14 hari.
9. Penelitian ini murni dilakukan untuk penelitian tugas akhir saja. Tidak ada kaitannya
dengan biaya sehingga tidak memiliki nilai ekonomis.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam penelitian ini akan dibuat dalam 5 bab dengan uraian
sebagai berikut:
Bab I: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang penulisan, tujuan dan manfaat, rumusan masalah,
pembatasan masalah.
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab ini mencakup hal-hal yang dijadikan penulis sebagai dasar dalam membahas
pengaruh penambahan abu gunung vulkanik dan abu sekam padi pada tanah lempung,
terhadap peningkatan daya dukung tanah dengan pengujian CBR Laboratorium (California
Bearing Ratio) dan pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression test).
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisi tentang segala metodologi yang dilakukan dalam penelitian berupa
urutan-urutan tahapan pelaksanaan penelitian mulai dari pekerjaan di lapangan sampai jenis
penelitian yang dilakukan di laboratorium hingga analisis data laboratorium yang telah
diperoleh.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV: Pembahasan
Bab ini berisi tentang pembahasan mengenai pengaruh penambahan abu gunung
vulkanik dan
abu sekam padi
laboratorium
yaitu
pada
tanah
lempung
yang dilihat dari pengujian
CBR Laboratorium sesuai dengan variasi kadar campuran yang
direncanakan. Membahas tentang data-data yang didapat dari penelitian yang dilakukan
yakni nilai CBR pada uji CBR Lab. dan Unconfined Compression Test sesuai dengan variasi
kadar campuran yang
direncanakan. Membahas tentang data-data yang didapat dari
penelitian yang dilakukan yakni nilai �� dan �� pada uji kuat tekan bebas , membahas grafik
hubungan antara abu gunung vulkanik dan abu sekam padi dengan lama pemeraman terhadap
kekuatan tanah yang diperoleh, serta analisa angka dari pengujian Atterberg.
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang diberikan
atas hasil yang didapat.
Universitas Sumatera Utara