Stabilisasi Tanah Lempung Dengan Menggunakan Abu Gunung Vulkanik Ditinjau Dari Nilai California Bearing Ratio
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Tanah dapat didefinisikan sebagai bahan di atas batuan dasar, yang lepas
dan tidak terkonsolidasi, yang dihasilkan oleh pelapukan batuan (Bowles, 1993).
Ukuran dari partikel tanah adalah sangat beragam dengan variasi yang cukup
besar, sehingga tanah 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).
Tanah lempung adalah tanah yang memiliki partikel-partikel mineral
tertentu yang menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air.
Tanah lempung biasa digunakan sebagai bahan timbunan jalan raya. Sifat umum
dari tanah lempung adalah sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis
dalam keadaan kadar air sedang. Namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung
akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Oleh sebab itu, tanah lempung
perlu dilakukan stabilisasi.
Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna
memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, atau dapat pula berarti usaha untuk merubah
atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah tertentu agar memenuhi syarat teknis
tertentu (Hardiyatmo, 2010).
Tanah di wilayah Indonesia pada umumnya memiliki tanah dasar yang
terdiri dari tanah lempung dengan pengembangan yang cukup besar (plastisitas
tinggi), untuk itu perlu dilakukan stabilisasi. Stabilisasi tanah yang dilakukan
1
Universitas Sumatera Utara
dalam penelitian ini adalah stabilisasi dengan cara kimiawi yaitu dengan
menambahkan bahan kimia pada tanah yang akan distabilisasi. Bahan pencampur
yang dipilih adalah abu gunung vulkanik.
Abu gunung vulkanik yang digunakan pada penelitian ini berasal dari
Gunung Sinabung. Dari data terakhir, volume lava Gunung Sinabung yang keluar
sudah mencapai 3,3 juta meter kubik (Shankar, 2016). Dampak dari abu vulkanik
yang dikeluarkan Gunung Sinabung dapat mengganggu kesehatan, merusak
rumah penduduk, menghambat saluran air, merusak tanaman pertanian, dan
mengacaukan aktivitas penduduk dan yang lainnya.
Banyaknya
abu
vulkanik
yang
dikeluarkan
Gunung
Sinabung
menyebabkan abu tersebut hanya menjadi limbah yang tak termanfaatkan.
Kebanyakan masyarakat hanya memanfaatkan abu gunung vulkanik Gunung
Sinabung sebagai pupuk. Abu gunung vulkanik sendiri mengandung aluminium,
silika, besi, kalsium, dan magnesium. Silika (SiO2) yang dikandung oleh abu
gunung vulkanik merupakan unsur penyusun utama dalam pembuatan semen.
Sifat pozolanik adalah perilaku mengikat mineral lain yang ada di lempung
sehingga menjadi semakin keras dalam jangka waktu tertentu (Mu’minah, 2014).
Oleh sebab itu, abu gunung vulkanik Gunung Sinabung dapat dimanfaatkan
sebagai bahan campur stabilisasi tanah, selain karena kandungan Silika yang
dimilikinya, juga bisa mengurangi limbah yang tak termanfaatkan oleh penduduk.
Penelitian mengenai stabilisasi pada tanah lempung telah banyak dilakukan
sebelumnya sebagai upaya untuk melakukan perbaikan pada tanah. Campuran
bahan yang digunakan pun bermacam-macam antara lain: kapur, semen, fly ash,
bubuk batu merah, abu ampas tebu, abu sekam padi, dan bahan lainnya. Hasilnya
2
Universitas Sumatera Utara
menunjukkan perbaikan pada kondisi tanah lempung baik sifat fisis maupun sifat
mekanisnya.
1.2
Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh penambahan abu gunung vulkanik terhadap nilai
indeks propertis tanah lempung?
2. Bagaimana pengaruh campuran 2-20% abu gunung vulkanik dengan
pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai CBR?
3. Berapa campuran dan lama pemeraman 2-20% abu gunung vulkanik
terhadap tanah lempung pada nilai CBR maksimum?
4. Bagaimana pengaruh pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai CBR
campuran tanah lempung dan abu gunung vulkanik?
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan abu gunung vulkanik pada
tanah lempung terhadap nilai indeks propertis.
2. Untuk mengetahui nilai CBR dari tanah lempung yang ditambahkan dengan
variasi 2-20% abu gunung vulkanik pada pemeraman 1 hari dan 14 hari.
3. Untuk mencari campuran dan lama pemeraman optimum abu gunung
vulkanik terhadap tanah lempung pada nilai CBR maksimum.
4. Untuk mengetahui pengaruh pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai
CBR campuran tanah lempung dan abu gunung vulkanik.
3
Universitas Sumatera Utara
1.3.2 Manfaat
Penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Mengurangi limbah abu gunung vulkanik.
2. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang
dibahas dalam laporan tugas akhir.
1.4
Pembatasan Penelitian
Batasan-batasan dalam penelitian ini yakni sebagai berikut :
1. Tanah yang dipakai tanah lempung Patumbak, Deli Serdang.
2. Bahan stabilitas yang digunakan adalah abu gunung vulkanik Gunung
Sinabung yang telah lolos saringan no. 200.
3. Komposisi campuran terdiri dari : tanah dan abu gunung vulkanik.
Penambahan persentase abu gunung vulkanik sebesar 2%, 4%, 6%, 8%, 9%,
10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% dan 20% dari berat
tanah.
4. Berat tanah yang dimaksud adalah tanah dalam kondisi kering setelah
dijemur di bawah sinar matahari dan lolos dari saringan no. 4.
5. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang
dilakukan pada awal penelitian, meliputi:
ÿ Uji Kadar Air
ÿ Uji Berat Spesifik Tanah
ÿ Uji Nilai Atterberg (Batas-Batas Konsistensi)
ÿ Uji Distribusi Butiran atau Analisa Saringan
4
Universitas Sumatera Utara
6. Pengujian untuk engineering properties tanah asli dilakukan dengan uji
Proctor Standard, dan uji CBR Laboratorium rendaman (soaked).
7. Pengujian yang dilakukan terhadap benda uji yang telah diberi campuran
bahan stabilisasi meliputi pengujian Atterberg, pengujian Proctor Standard,
serta pengujian CBR Laboratorium rendaman (soaked).
8. Masa pemeraman terdiri dari dua variasi yaitu 1 hari dan 14 hari.
1.5
Sistematika Penulisan
Rancangan sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini
terdiri dari 5 (lima) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut:
Bab I: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang penulisan, rumusan masalah, tujuan
dan manfaat, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan.
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab ini mencakup teori dasar, rumus dan segala sesuatu yang berhubungan
dengan topik yang dibahas.
Bab III: Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang penjabaran keseluruhan proses yang dilakukan
selama penelitian berlangsung sampai selesai. Diantaranya bagaimana proses
pengujian sampel dilakukan di laboratorium dan bagaimana mendapatkan data
dari hasil pengujian.
5
Universitas Sumatera Utara
Bab IV: Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang pembahasan atau hasil data-data yang dikumpulkan.
Hasil data-data yang terkumpul tersebut kemudian di analisa sehingga diperoleh
hasil atau tujuan akhir dari penelitian ini
Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi penjabaran mengenai hasil akhir penelitian dan saran-saran
dari peneliti yang dianggap dapat menjadi masukan bagi pihak lainnya.
6
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Tanah dapat didefinisikan sebagai bahan di atas batuan dasar, yang lepas
dan tidak terkonsolidasi, yang dihasilkan oleh pelapukan batuan (Bowles, 1993).
Ukuran dari partikel tanah adalah sangat beragam dengan variasi yang cukup
besar, sehingga tanah 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).
Tanah lempung adalah tanah yang memiliki partikel-partikel mineral
tertentu yang menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air.
Tanah lempung biasa digunakan sebagai bahan timbunan jalan raya. Sifat umum
dari tanah lempung adalah sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis
dalam keadaan kadar air sedang. Namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung
akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Oleh sebab itu, tanah lempung
perlu dilakukan stabilisasi.
Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna
memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, atau dapat pula berarti usaha untuk merubah
atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah tertentu agar memenuhi syarat teknis
tertentu (Hardiyatmo, 2010).
Tanah di wilayah Indonesia pada umumnya memiliki tanah dasar yang
terdiri dari tanah lempung dengan pengembangan yang cukup besar (plastisitas
tinggi), untuk itu perlu dilakukan stabilisasi. Stabilisasi tanah yang dilakukan
1
Universitas Sumatera Utara
dalam penelitian ini adalah stabilisasi dengan cara kimiawi yaitu dengan
menambahkan bahan kimia pada tanah yang akan distabilisasi. Bahan pencampur
yang dipilih adalah abu gunung vulkanik.
Abu gunung vulkanik yang digunakan pada penelitian ini berasal dari
Gunung Sinabung. Dari data terakhir, volume lava Gunung Sinabung yang keluar
sudah mencapai 3,3 juta meter kubik (Shankar, 2016). Dampak dari abu vulkanik
yang dikeluarkan Gunung Sinabung dapat mengganggu kesehatan, merusak
rumah penduduk, menghambat saluran air, merusak tanaman pertanian, dan
mengacaukan aktivitas penduduk dan yang lainnya.
Banyaknya
abu
vulkanik
yang
dikeluarkan
Gunung
Sinabung
menyebabkan abu tersebut hanya menjadi limbah yang tak termanfaatkan.
Kebanyakan masyarakat hanya memanfaatkan abu gunung vulkanik Gunung
Sinabung sebagai pupuk. Abu gunung vulkanik sendiri mengandung aluminium,
silika, besi, kalsium, dan magnesium. Silika (SiO2) yang dikandung oleh abu
gunung vulkanik merupakan unsur penyusun utama dalam pembuatan semen.
Sifat pozolanik adalah perilaku mengikat mineral lain yang ada di lempung
sehingga menjadi semakin keras dalam jangka waktu tertentu (Mu’minah, 2014).
Oleh sebab itu, abu gunung vulkanik Gunung Sinabung dapat dimanfaatkan
sebagai bahan campur stabilisasi tanah, selain karena kandungan Silika yang
dimilikinya, juga bisa mengurangi limbah yang tak termanfaatkan oleh penduduk.
Penelitian mengenai stabilisasi pada tanah lempung telah banyak dilakukan
sebelumnya sebagai upaya untuk melakukan perbaikan pada tanah. Campuran
bahan yang digunakan pun bermacam-macam antara lain: kapur, semen, fly ash,
bubuk batu merah, abu ampas tebu, abu sekam padi, dan bahan lainnya. Hasilnya
2
Universitas Sumatera Utara
menunjukkan perbaikan pada kondisi tanah lempung baik sifat fisis maupun sifat
mekanisnya.
1.2
Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh penambahan abu gunung vulkanik terhadap nilai
indeks propertis tanah lempung?
2. Bagaimana pengaruh campuran 2-20% abu gunung vulkanik dengan
pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai CBR?
3. Berapa campuran dan lama pemeraman 2-20% abu gunung vulkanik
terhadap tanah lempung pada nilai CBR maksimum?
4. Bagaimana pengaruh pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai CBR
campuran tanah lempung dan abu gunung vulkanik?
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan abu gunung vulkanik pada
tanah lempung terhadap nilai indeks propertis.
2. Untuk mengetahui nilai CBR dari tanah lempung yang ditambahkan dengan
variasi 2-20% abu gunung vulkanik pada pemeraman 1 hari dan 14 hari.
3. Untuk mencari campuran dan lama pemeraman optimum abu gunung
vulkanik terhadap tanah lempung pada nilai CBR maksimum.
4. Untuk mengetahui pengaruh pemeraman 1 hari dan 14 hari terhadap nilai
CBR campuran tanah lempung dan abu gunung vulkanik.
3
Universitas Sumatera Utara
1.3.2 Manfaat
Penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Mengurangi limbah abu gunung vulkanik.
2. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang
dibahas dalam laporan tugas akhir.
1.4
Pembatasan Penelitian
Batasan-batasan dalam penelitian ini yakni sebagai berikut :
1. Tanah yang dipakai tanah lempung Patumbak, Deli Serdang.
2. Bahan stabilitas yang digunakan adalah abu gunung vulkanik Gunung
Sinabung yang telah lolos saringan no. 200.
3. Komposisi campuran terdiri dari : tanah dan abu gunung vulkanik.
Penambahan persentase abu gunung vulkanik sebesar 2%, 4%, 6%, 8%, 9%,
10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% dan 20% dari berat
tanah.
4. Berat tanah yang dimaksud adalah tanah dalam kondisi kering setelah
dijemur di bawah sinar matahari dan lolos dari saringan no. 4.
5. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang
dilakukan pada awal penelitian, meliputi:
ÿ Uji Kadar Air
ÿ Uji Berat Spesifik Tanah
ÿ Uji Nilai Atterberg (Batas-Batas Konsistensi)
ÿ Uji Distribusi Butiran atau Analisa Saringan
4
Universitas Sumatera Utara
6. Pengujian untuk engineering properties tanah asli dilakukan dengan uji
Proctor Standard, dan uji CBR Laboratorium rendaman (soaked).
7. Pengujian yang dilakukan terhadap benda uji yang telah diberi campuran
bahan stabilisasi meliputi pengujian Atterberg, pengujian Proctor Standard,
serta pengujian CBR Laboratorium rendaman (soaked).
8. Masa pemeraman terdiri dari dua variasi yaitu 1 hari dan 14 hari.
1.5
Sistematika Penulisan
Rancangan sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini
terdiri dari 5 (lima) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut:
Bab I: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang penulisan, rumusan masalah, tujuan
dan manfaat, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan.
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab ini mencakup teori dasar, rumus dan segala sesuatu yang berhubungan
dengan topik yang dibahas.
Bab III: Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang penjabaran keseluruhan proses yang dilakukan
selama penelitian berlangsung sampai selesai. Diantaranya bagaimana proses
pengujian sampel dilakukan di laboratorium dan bagaimana mendapatkan data
dari hasil pengujian.
5
Universitas Sumatera Utara
Bab IV: Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang pembahasan atau hasil data-data yang dikumpulkan.
Hasil data-data yang terkumpul tersebut kemudian di analisa sehingga diperoleh
hasil atau tujuan akhir dari penelitian ini
Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi penjabaran mengenai hasil akhir penelitian dan saran-saran
dari peneliti yang dianggap dapat menjadi masukan bagi pihak lainnya.
6
Universitas Sumatera Utara