BAB I STABILISASI TANAH 1.1 Pendahuluan Stabilisasi tanah secara umum merupakan suatu proses untuk memperbaiki siafat sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikkan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Tujuan dari stabilisasi tanah adalah untuk mengikat dan menyatukan agregat material yang ada sehingga membentuk struktur jalan atau pondasi jalan yang padat. Adapun sifat tanah yang telah diperbaiki tersebut dapat meliputi : kestabilan volume, kekuatan atau daya dukung, permeabilitas, dan kekekalan atau keawetan. Menurut Bowles, 1991 bebrapa tindakan yang dilakukan untuk menstabilkan tanah adalah sebgai berikut : meningkatkan kerapatan tanah, menambah materail yang tidak aktif sehingga meningkatkan kohesi dan atau tekanann gesek yang timnbul, menambah bahan untuk menyebabkan perubahan perubahan kimiawi atau fisis pada tanah, menurunkan muka air tanah( drainase ttanah ), mengganti tanah yang buruk. Salah satu cara terbaik menangani permasaalahn tanah berdaya dukung rendah adalah mengganti tanah dasar tersebut dengan tanah yang cukupbaik, tetapi hal ini biasanya membutuhkan membutuhkan biaya yang cukup besar. Oleh karenanya, karenanya, dilakukan upaya upaya untuk mengatasi masalah tersebut dengan cara merubah siafat sifat fisiknya untuk menekan biaya. Perbaikan sifat sifat fisik dari tanah kurang baik 1
menjadi tanah yang baik dibidang rekayasa Teknik Sipil atau dsiebut juga stabilisasi tanah tanah
1.2 Stabilisasi tanah untuk pembangunan jalan Proses pembangunan berupa perkerasan jalan merupakan salah satu bentuk stabilisasi tanah yang umum dilakukan dalam masyarakat. Pekerjaan ini bertujuan untuk memperbaiki material pada jalan lokal dengan menggunakan metode stabilisasi mekanis atau menambahkan bahan tambahan tambahan ke dalam tanah. tanah. Tentunya, rencana perkerasan jalan juga harus melalui proses perancangan perancangan terlebih dahulu. Setiap lapisan bahan bahan yang akan digunakan digunakan dalam perkerasan jalan juga harus memenuhi syarat kualitas yang baik.Pastinya, setiap komponen dalam lapisan perkerasan jalan harus cukup kuat menahan lendutan berlebih yang dapat menyebabkan lapisan atas retak, pergeseran tanah, serta mencegah deformasi berlebihan yang yang permanen karena karena material penyusun penyusun yang memadat. Dengan dilakukannya stabilisasi tanah, kualitas tanah akan semakin meningkat. Lapisan tanah yang lebih stabil membuatnya dapat mendistribusikan beban lebih jauh lagidengan lebih baik. Selain itu, tebal lapisan tanah yang harus dibuat juga berkurang sehingga juga mengurangi biaya pembangunan. Stabilisasi ini juga sangat diperlukan di lokasi-lokasi proyek. Karena alat-alat berat yang bekerja di dalam proyek tentu membutuhkan landasan kerja dan jalan yang cukup kuat dan memenuhi syarat sebagai landasan. Sehingga, pelaksanaan kerja di dalam proyek 2
bisa menjadi lebih cepat, efisien dan hasil kerjanya dapat lebih berkualitas. 1.3 Tipe tipe stabilisasi Umumnya stabilisasi tanah dapat dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Stabilisasi mekanis Stabiliasi mekanis atau stabilisasimekanikal dilakukan dengan cara mencampur atau mengaduk dua macam tanah atau lebih yang bergradasi bebeda untuk memperoleh material yang memenuhi syarat kekuatan tertentu. Pencampuran tanah ini dapat dilakukan di lokasi proyek, di pabrik atau di tempat pengambilan bahan timbunan. Material yang telah dicampur ini, kemudian dihamparkan dan dipadatkan di lokasi proyek. Stabilisasi mekanis juga dapat dilakukan dengan cara menggali tanah buruk di tempat dan menggantinya dengan material granuler dari tempat lain. Menurut lambe (1962) stabilisasi mekanis merupakan suatu proses yang menyangkut dua cara
perubahan
sifat-sifat tanah
Penyusunan kembal partikel-partikel tanah, seperti contohnya
pencampuran beberapa lapisan tanah, pembentukan kembali tanah yang terganggu, dan pemadatan.
Penambahan atau penyingkiran partikel-partikel tanah. Sifat-
sifat tanah tertentu dapat diubah dengan menambah atau menyingkiran sebagian fraksi tanah. Biaya yang dikeluarkan unutk pekerjaan menambah atau menyingkirkan ini umumnya sangat lebih rendah dibandingkan dengan metode stabilisasi yang lain. Cintohnya,
3
lempung berpasir dicampur dengan kerikil untuk memenuhi daya dukung tanah dasar dari proyek halan tertentu.
2. Stabilisasi dengan bahan tambah Bahan-tambah adalah bahan hasil olahan pabrik yang bila ditambahkan ke dalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki sifat-sifat tanah, seperti kekuatan, tekstur, kemudahandikerjakan, dan plastisitas. Contoh bahan tambah adalah kapur, semen portland,
abu
terbang,
aspal,
dan
lain-lain.
Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering disebut juga stabilisasi untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, dengan cara mencampur dengan perbandingan tertentu. Perbandingan pencampuran bergantung pada kualitas campuran yang diinginkan. Jika pencampuran hanya dimaksudkan unutk merubah gradasi dan plastisitas tanah, dan kemudian dikerjakan, maka hanya memerlukan bahan tambah sedikit. Namun, bila stabilisasi dimaksudkan untuk merubah tanag agar mempunyai kekuatan tinggi, maka diperlukan bahan tambah yang lebih banyak.
1.4 Modifikasi tanah Penambahan Kapur dan Pasir pada Tanah Lempung
Melalui serangkaian penelitihan tentang pengembangan tanah di beberapa lokasi di Pulu Jawa, Supriyono ( 1993 ) menyatakan bahwa jumlah kandungan mineral mortmorllonite juga mempengaruhi nilai nilai
batas
kosistensi
tanah.
Semakin
kandungan
mineral mortmorllonite, semakin besar nilai batas cair dan indeks plastisitas seta semakin menurun nilai batas susut dan batas 4
plastisitasnya. Kandungan mortmorllonite juga mempengaruhi tekanan pengembangan
tanah
,
mineral mortmorllonite semakin
semakin besar
besar pula
kandungan
nilai
tekanan
pengembangannya Pengaruh perubahan kadar air tanah akan mempengaruhi karakteristik mineral mortmorllonite sehingga terjadi perubahan karakteristiknya, perubahan ini menjadikan perubahan pada sifat tanah lempung. Hal tersebut akan berpengaruh juga pada konstruksi diatasnya.
Penambahan Semen dan Pasir pada Tanah Tempung Penambahan pasir pada tanah lempung seperti diatas selain memperbaiki stabilitas tanah seperti tersebut diatas juga dapat memperbaiki gradasi dari tanah lempung, sehingga gradasi tanah tidak dominal pada gradi halus saja. Selain itu dapat juga berfungsi sebagai bahan pengisi pada tanah lempung sehingga dapat menghabat mengembangnya tanah akibat adanya perubahan kadar air tanah. Semen adalah sebagai bahan pengikat hidrolis, sifat – sifat semen hampir sama dengan sifat – sifat yang dipunyai kapur karena sama – sama bahan pengikat hidrolis. Kesamaan sifat – sifat semen antara lain karena kandungan quicklime ( CaO) maupun hydrated lime Ca (OH)2. Dimana seperti pembahasan diatas diatas sangat punya pengaruh yang besar terhadap stabilitas tanah lempung.
Memodifikasi tanah bertujuan agar : Apapun hasil di labolatorium menunjukan hasil yang sangat memuaskan, harus diingat bahwa faktor efisiensi dan efektifitas menjadi dasar utama dalam memutuskan model campuran mana yang akan diambil sehingga biaya pembangunan proyek menjadi murah. 5
Tidak menutup kemungkinanuntuk terus dilakukan pengembangan dan inovasi untuk meningkatkan karakteristik tanah dalam upaya mendapatkan stabilitas bangunan diatas tanah dengan biaya sangat murah tetapi mempunyai nilai produktifitas tinggi.
6
BAB II PEMILIHAN BAHAN TAMBAH 2.1 Pendahuluan Bahan pencampur / tambahan
(additive) yaitu penambahan
gamping, abu batubara dan kadang-kadang semen diterapkan pada deposit lempung terutama pada lempung yang mengalami perubahan volume yang besar yang mengakibatkan perubahan ion-ion Ca2+ untuk mengurangi kegiatan-kegiatan mineral lempung. Holtz dan Kovacs (1981), mengemukakan bahwa penggunaan bahan kimia untuk stabilisasi tanah atau meningkatkan kekuatan tanah sangat mungkin dilakukan karena adanya peristiwa pertukaran ion (ion exchange). Pertukaran ion tersebut adalah antara ion-ion negatif (anion) yang berada pada permukaan lempung dengan ion-ion positif (kation) yang ada disekitarnya. Selain karena mengandung exchange cation, efektifitas fly ash sebagai bahan tambah kimia dikarenakan mengandung senyawa silikat dan aluminat sehingga dikategorikan sebagai bahan pozzolan. Sebagai bahan pozzolan fly ash memiliki kemampuan untuk terhidrasi seperti potland cement dan melakukan sementasi pada tanah. Penggunaan fly ash disarankan antara 10 - 20 % karena penambahan fly ash lebih dari 20 % tidak memberikan pengaruh yang signifikan bahkan cenderung menimbulkan pengurangan pada kekuatan tanahnya. Penambahan fly ash sebesar 15 % akan memiliki kekuatan mengembang lebih kecil dibanding dengan tanah lempung campuran atau penambahan 5 % fly ash. Hal ini disebabkan karena struktur partikelnya lebih rapat sehingga struktur partikel lempung yang dicampur fly ash 15 % lebih berdekatan dan menghasilkan kepadatan kering lebih tinggi serta struktur atau fibrikasi partikel yang lebih kuat. 7
Penambahan fly ash 15 % merupakan persen optimum fly ash sebagai bahan stabilisasi. Fenomena ini terjadi akibat hidrasi CaO akibat reaksi penambahan fly ash dengan menghasilkan struktur kepadatan yang lebih tinggi dan harga kepadatan kering yang lebih besar. 2.2 Pertimbangan Pemilihan Bahan Tambah 2.3 Metode Pemilihan Bahan Tambah
Alaska Department Of Transportation and Public Facilities Research & Technology Transfer. Ingles dan Metcalf ( 1972 ) Deartment of the Army and the Air Forces Indiana Department Of Transportations Metode lain yang perlu diperhatikan dalam penambahan semen
2.4 Faktor- faktor yang perlu Diperlukan
Iklim Uji Laboratorium Ketersediaan Biaya, Alat, Personil dan Bahan Tanah Mengandung Bahan Organik Tanah Mengandung Sulfat Air Waktu Ikatan
8
BAB III STABILISASI TANAH SEMEN 3. 1 Pendahuluan Stabilisasi Tanah dengan Semen Stabilisasi tanah dengan semen diartikan sebagai pencampuran antara tanah yang telah dihancurkan,semen dan air,yang kemudian dipadatkan sehingga menghasilkan suatu material baru disebut TanahSemen dimana kekuatan,karakteristik deformasi,daya tahan terhadap air,cuaca dan sebagainya dapat disesuaikan dengan dengan kebutuhan untuk perkerasan jalan,pondasi bangunan dan jalan,aliran sungai dan lain-lain (Kezdi,1979:108) 3. 2 Modifikasi Dan Stabilisasi Tanah Semen
3. 3 Bahan 3.3.1 Tanah Tanah adalah lapisan tipis kulit bumi dan terletak paling luar. Pengertian Tanah merupakan hasil pelapukan atau erosi batuan induk (anorganik) yang bercampur dengan bahan organik. Tanah mengandung partikel batuan atau mineral, bahan organik ( senyawa organik dan organisme ) air dan udara. Mineral merupakan unsur utama tanah. Pada umumnya mineral terbentuk dari padatan anorganik dan mempunyai komposisi homogen. 9
Tanah terbentuk melalui proses alami dan berlangsung sangat lama. Selain itu terdapat hubungan antara perkembangan lapisan tanah dan perkembangan tumbuh-tumbuhan, hewan, manusia. Jenis tanah memiliki perbedaan antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaan itu terjadi karena berbagai faktor, diantaranya adalah
Jenis batuan
Bahan induk
Curah hujan
Penyinaran matahari
Bentuk permukaan bumi
Organisme yang ada di tanah
Tumbuh-tumbuhan penutup tanah (Vegetasi)
Selain itu kegiatan manusia juga berpengaruh penting dalam pembentukan tanah. Misalnya, kegiatan pertanian, kegiatan perhutanan dan perubahan dari pedesaan menjadi perkotaan.
3.3.2 Semen Semen adalah
zat
yang
digunakan
merekat batu, bata, batako, maupun bahan
untuk
bangunan lainnya.
Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Meski sempat populer pada zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun
10
1100-1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran. 3.3.3 Air Air adalah senyawa yang
penting
bagi
semua
bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di Bumi, tetapi tidak di planet lain.Air menutupi hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di Bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam objek-objek tersebut
bergerak
mengikuti
suatu siklus
air,
yaitu:
melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff , meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. 3. 4 Waktu Ikatan
3. 5 Mekanisme Tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan semen adalah sebagai berikut:
aAbsorbsi air dan reaksi pertukaran ion;
Bila Semen Portland ditambahkan pada tanah, ion kalsium Ca++ dilepaskan melalui proses hidrolisa dan pertukaran ion berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung, Butiran lempung dalam kandungan tanah berbentuk halus dan bermuatan negatif. Ion positif seperti ion hidrogen (H+), ion sodium (Na+), ion kalsium (K +), serta 11
air yang berpolarisasi, Dari reaksi-reaksi kimia tersebut di atas, maka reaksi utama yang berkaitan dengan kekuatan ialah hidrasi dari A-lit (3CaO. SiO2) dan B-lit (2CaO.SiO2), sehingga membentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Reaksi pozolan; semuanya melekat pada permukaan butiran lempung. Dengan reaksi ini partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik.
Reaksi pembentukan kalsium silikat dan kalsium aluminat;
Secara umum hidrasi adalah sebagai berikut: 2(3CaO.SiO2) + 6H2O 3CaO.2SiO2 . 3H2O+3Ca(OH)2 2(2CaO.SiO2) + 4H2O 3CaO.2SiO2 . 3H2O+ Ca(OH)2 Reaksi antara silika (SiO2) dan alumina (AL2O3) halus yang terkandung dalam tanah lempung dengan kandungan mineral reaktif, sehingga dapat bereaksi dengan kapur dan air. Hasil reaksi adalah terbentuknya kalsium silikat hidrat seperti: tobermorit, kalsium aluminat
hidrat
4CaO.Al2O3.12H2O
dan
gehlenit
hidrat
2CaO.Al2O3.SiO2.6H2O yang tidak larut dalam air. Pembentukan senyawa-senyawa ini berlangsung lambat dan menyebabkan tanah menjadi lebih keras, lebih padat dan lebih stabil. Jadi semen yang umum digunakan untuk stabilisai tanah dengan bahan semen adalah ordinary portland cement atau dikenal sebagai semen tipe I 3. 6 Sifat- Sifat Tipikal Campuran Tanah Semen
12
3. 7 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Sifat-sifat Campuran TanahSemen 3. 8 Perancangan Campuran 3. 9 Uji Laboratium
3. 10 Pelaksanaan Di Lapangan
3. 11 Pengendalian Mutu 3. 12 Kinerja Campuran Tanah-Semen
13
BAB IV STABILISASI TANAH-KAPUR 4.1 Pendahuluan Dalam pengertian luas, yang dimaksud Stabilitas tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah atau dapat pula , stabilitas tanah adalah usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu. Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah lain untuk memperoleh gradasi yang
diinginkan atau
pencampuran tanah dengan bahan-tambah b uatan pabrik, sehingga sifat-sifat teknis tanah menjadi lebih baik. Guna merubah sifat-sifat teknis tanah, seperti : seperti kapasitas dukung, kompresibilitas, permeabilitas, kemudahan dikerjakan, potensi pengembangan dan sensitifitas terhadap perubahan kadar air, maka dapat dilakukan dengan cara penanganan dari yang paling mudah sampai teknik yang lebih mahal seperti: mencampur tanah dengan semen, kapur, abu terbang, dan lain-lain. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah stabilitas tanah dengan kapur. Stabilitas tanah kapur yaitu mencampur tanah dengan kapur dan air pada lokasi pekerjaan di lapangan untuk merubah sifat-sifat tanah tersebut menjadi material yang lebih baik yang memenuhi ketentuan sebagai bahan konstruksi yang diijinkan dalam perencanaan. Kapur bereaksi dengan air tanah sehingga merubah sifat tanahnya, mengurangi kelekatan dan kelunakan tanah. Sifat ekspansif yang menyusut dan berkembang karena kondisi airnya akan berkurang secara drastis karena butir kapur. 14
4.2 Tipe-tipe Kapur Ada beberapa jenis kapur antara lain :
kapur tipe I adalah kapur yang mengandung kalsium hidrat tinggi;
dengan kadar Magnesium Oksida (MgO) paling tinggi 4% berat;
kapur tipe II adalah
kapur Magnesium atau Dolomit yang
mengandung Magnesium Oksida lebih dari 4% dan paling tinggi 36% berat;
kapur tohor (CaO)
adalah hasil pembakaran batu kapur pada suhu
± 90°C, dengan komposisi sebagian besar Kalsium Karbonat (CaCO3);
kapur padam adalah
hasil pemadaman kapur tohor dengan air,
sehingga membentuk hidrat [Ca(OH)2]. 4.3 Sifat-sifat Kapur Sifat – sifat dari kapur antara lain :
Mempunyai sifat plastis yang baik Sebagai mortel, memberi kekuatan pada tembok
Dapat mengeras dengan cepat dan mudah
Mudah di kerjakan
Mempunyai ikatan yang bagus dengan batu atau bata
Mengurangi sifat mengembang dari tanah
Meningkatkan daya dukung dari tanah
4.4 Reaksi Tanah-Kapur 1. Calcium oxide (CaO) kandungan Ca & MgO > 92 % 2. CO2 (oven) < 3 % ; CO2 (lap) < 10 % 3. Calcium Hidroxide (Ca(OH)2) kandungan Ca & MgO > 95 % 15
4. CO2 (oven) < 5 % ; CO2 (lap) < 7 % 4.5 Tujuan Stabilisasi Tanah-Kapur Menurut Hardiyatmo (2010), tujuan utama penggunaan kapur untuk stabilisasi tanah adalah kapur untuk memodifikasi sifat-sifat tanah dan kapur ditujukan untuk stabilisasi tanah secara permanen. Pasir tidak akan bereaksi dengan kapur, karena pasir tidak mengandung mineral lempung. Tanah yang terdiri dari campuran pasir dan lempung dapat distabilisasi dengan baik., tergantung pada sifat-sifat pozzolanik mineral lempung dalam campuran pasir dan lempung tersebut. 4.6 Kecocokan Bahan Campuran 4.7 Sifat-sifat Campuran Tanah-Kapur 4.8 Kriteria Perancangan Campuran Persyaratan bahan adalah sebagai berikut : 1.) tanah yang akan distabilisasi dengan kapur adalah tanah yang berkohesi, berbutir halus atau lempung yang sama dengan yang direncanakan di laboratorium sesuai SK SNI T-14-1992-03 tentang Tata Cara Perencanaan Stabilisasi Tanah dengan Kapur; 2.) kapur yang akan digunakan sebagai bahan stabilisasi di lapangan adalah sama dengan jenis kapur yang digunakan dalam perencanaan campuran stabilisasi tanah dengan kapur di laboratorium.
16
Peralatan yang digunakan harus layak pakai .Alat penghampar, yaitu
:
1) tangki air; 2) alat pemadat; 3) alat bantu. Peralatan
Peralatan yang digunakan harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : 1.) alat pencampur untuk pencampuran tanah dan kapur serta air di lapangan dapat digunakan salah satu dari alat-alat berikut ini: 1. alat-alat pertanian, yaitu: alat pencampur pupuk alat pemecah tanah dan alat pembajak tanah; 2. alat pembentuk mekanik; 3. pencampur berjalan yaitu: alat pencampur menerus dan tempat pencampur berjalan; 4. pengaduk rotor: 5. cangkul mekanik atau sekop mekanik; 2.) alat pembentuk permukaan tanah; 3.) alat penghampar, yaitu : 1. truk jangkit; 2. alat penyebar mekanik; 3. alat manual. 4.) tangki air yang dilengkapi distributor untuk menyiram pekerjaan selama pencampuran dan pemadatan; 5.) alat pemadat, yaitu : 1. pemadat roda karet 10 – 12 ton; 17
2. pemadat roda tandem 8 – 10 ton. 6.) alat bantu, yaitu : 1. penggaruk; 2. sekop; 3. roda dorong dan alat bantu lainnya yang diperlukan.
Persiapan di Lapangan
Persiapan di lapangan, sebagai berikut : 1.) tanah dasar yang akan distabilisasi harus dibersihkan dari kotoran dan bahan organis serta bahan yang tidak dikehendaki serta dijaga kelembabannya; 2.) sebelum diberi kapur untuk dicampur, tanah dipecah dan digemburkan terlebih dahulu dengan alat yang sesuai dengan jenis tanah yang akan digemburkan; 3.) air yang digunakan harus bersih tidak mengandung asam, alkali, bahan organik, minyak, sulfat dan klorida di atas nilai yang diijinkan sesuai SK SNI T-14-1992-03 tentang Tata Cara Pembuatan Rencana Stabilisasi Tanah dengan Kapur. 4.9 Perancangan Campuran Pencampuran kadar kapur yang sudah direncanakan di laboratorium, diperiksa dengan faktor efisiensi pencampuran di lapangan dengan ketentuan sebagai berikut : 1.) rumus untuk menghitung faktor efisiensi, yaitu : F.E = Kekuatan bahan yang dicampur di lapangan kekuatan bahan yang dicampur di laboratorium . . . . . . . . . . (1) Keterangan : Kekuatan bahan, diuji dengan pengujian kuat tekan bebas. 2.) faktor efisiensi hubungannya dengan alat pencampuran, yaitu : 18
1. alat pembentuk mekanik : 40 – 50%; 2. alat pencampur rotor : 60 – 80%; 3. instalasi pencampur : 80 – 100%. 3.) percobaan lapangan dilaksanakan dengan membuat jalur percobaan minimum sepanjang 200 meter. 4.) selama percobaan harus dilakukan hal-hal, sebagai berikut : 1. kegemburan tanah; 2. faktor efisiensi; 3. derajat kepadatan yang dicapai oleh alat pemadat; 4. efektifitas alat pencampur; 5. cara perawatan. 4.10 Pengujian di Laboratium Pengujian dilaboratorium yang umumnya dilakukan untuk perancangan campuran tanah-kapur, adalah : 1. Uji batas-batas Atterberg 2. Uji CBR 3. Hveem stabiliometer atau R-value 4. Uji pengembangan 5. Uji tekan bebas Urutan cara pengujian di laboratorium meliputi : 1. Persiapan bahan campuran tanah-kapur 2. Pembuatan benda uji 3. Pemeraman, dan 4. Pengujian 4.11 Aplikasi di Lapangan
4.12 Metode Pencampuran Terdapat tiga cara pencampuran tanah-kapur, yaitu : 19
1. Pencampuran di tempat (in-place mixing ) 2. Pencampuran di pabrik ( plant mixing ) 3. Injeksi tekan ( pressure injection) 4.13 Pelaksanaan di Lapangan Langkah-langkah cara pengerjaan stabilisasi tanah dengan kapur di lapangan, sebagai berikut : 1. siapkan tanah yang akan distabilisasi untuk pencampuran stabilisasi tanah lempung dengan kapur dilakukan di tempat; 2. gemburkan tanah yang akan distabilisasi sesuai dengan sub bab 3.2; 3. hamparkan kapur yang akan dicampur secara merata dengan cara manual atau dengan alat penyebar mekanik, sesuai dengan yang dibutuhkan apabila pencampuran dilakukan di lokasi setempat; 4. aduk kedua bahan sampai merata, selama pengadukan dapat ditambahkan air bila diperlukan dan pemberian air dilakukan secara bertahap sampai memenuhi ketentuan yang berlaku; 5. sesuaikan dengan yang direncanakan dan kemampuan alat pencampur tebal campuran di lapangan sebelum dipadatkan, yaitu 30 cm lepas; 6. padatkan tanah pada butir dengan menggunakan pemadat roda karet atau yang sejenis sesuai dengan ketentuan Sub Bab 3.3; 7. lakukan pemadatan dari tepi menuju ke tengah sejajar sumbu jalan pada bagian yang lurus; sedangkan pada tikungan dilakukan dari bagian yang rendah ke bagian yang tinggi sejajar sumbu jalan, demikian pula pada tanjakan, pemadatan dilakukan dari bagian yang rendah menuju ke tempat yang tinggi sejajar sumbu jalan;
20
8. lakukan pemadatan awal dengan pemadat roda karet; pada lintasan pertama roda penggerak dari mesin penggilas ditempatkan di depan; setelah pemadatan awal jika masih perlu diratakan dan dibentuk, dipakai alat pembentuk mekanik; 9. lakukan pemadatan akhir dengan alat pemadat roda tandem, setelah kerataan memenuhi persyaratan; 10. periksa kepadatannya dan ukur tebal lapisan padat setelah minimum 4 lintasan; 11. usahakan konstruksi lapisan campuran tidak menjadi kering, selama pelaksanaan dan selama masa perawatan; 12. lakukan pengendalian mutu selama pekerjaan berlangsung; pengamatan kelembaban dilakukan untuk menentukan efektivitas cara perawatan yang digunakan.
4.14 Stabilisasi Kapur untuk Pemeliharaan Jalan 4.15 Stabilisasi Tanah-Kapur pada Jenis Tanah yang Kurang Mengandung Bahan Pozzolan
21
BAB V STABILISASI TANAH ASPAL
5.1 Pendahuluan Stabilisasi tanah dengan bitumen telah dilakukan di manca negara untuk kondisi atau situasi yang khusus. Stabilisasi ini kebanyakan berupa aspal semen, aspal, cair (cutback) yang slow atau medium curing, serta aspal emulsi. Skripsi ini meneliti efektifitas stabilisasi dengan aspal cair yang rapid curing (RC), di mana jenis ini mudah didapat di Indonesia. Efektifitas stabilisasi ini diteliti terhadap sifat dukung/stabilitas serta ketahanannya terhadap air dari pasir dan lempung. Sifat-sifat daya dukung dari stabilisasi diteliti dengan percobaan triaxial, CBR, peresapan daya tanah serta marshall test, serta sifat ketahanannya terhadap air diteliti dalam water absorption test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan 2-4 % kadar aspal untuk tanah liat dan pasir sudah menunjukkan peningkatan kekuatan yang optimal dan ketahanan terhadap peresapan air yang baik. Penambahan aspal yang berlebihan ternyata mengurangi efektifitas dari stabilisasi ini. 5.2 Tipe-tipe
Stabilisasi
Aspal
Pasir – aspal ( partikel – partikel aspal akan tersementasi satu sama lain, sehingga menambah kekuatan dan kestabilannya.
Tanah – kapur – aspal ( kapur digunakan apabila IP tanahnya < 10.
22
Kerikil/agregat batu pecah – aspal ( aspal berfungsi untuk memperbaiki sifat kerikil yang mengandung butiran halus berplastisitas tinggi, sehingga kekuatannya akan turun apabila terjadi penjenuhan oleh air.
5.3 Bahan 5.3.1 Aspal 5.3.2 Tanah Pada umumnya stabilisasi tanah dengan aspal digunakan untuk tanah granular (non kohesif), serta pada tanah yang tidak berplastisitas tinggi. Persyaratan nilai PI tanah berbutir halus :
Umumnya tanah dengan nilai PI < 12
Jika nilai PI > 12, maka pencampuran aspal dan tanah sulit
untuk merata.
Penggolongan nilai PI stabilisasi aspal menurut herrin ( 1960 ) :
Tanah – aspal : ( <5 = baik ), ( 5-9 = sedang )
( 9-15 = buruk ), dan ( > 12-15 = tidak bias digunakan.
Pasir – kerikil – aspal : < 10
Pasir – aspal : <10 5.3.3 Air Air dalam stabilisasi tanah digunakan untuk mempermudah pemadatan. Umumnya semua jenis air bisa digunakan. Namun hindari air dengan kandungan garam didalamnya. 5.3.4 Garam
5.4 Sifat-sifat campuran Tanah Aspal 23
5.4.1 Kepadatan Maksimum dan Kadar Air Optimum
5.4.2 Pengaruh Kadar Aspal terhadap Kuat Tekan Bebas Kuat tekan bebas menurun tajam saat kadar aspal melewati 4%, apalagi saat kadar aspal ditambah hingga 10% nilai kuat tekan bebas dapat lebih kecil dari tanah yang tidak di stabilisasi. 5.4.3 Pengaruh Temperatur terhadap Kuat Tekan Bebas Gregg et al (1966) menunjukan bahwa CBR lapangan dari pasir yang distabilisasi aspal, turunapabila temperatur naik. Pada awalnya
penambahan
aspal
cuback
menambah
nilai
CBR,namun apabila aspal berlebihan maka CBR menjadi turun. CBR juga akan turun tajamapabila benda uji direndam terlebih dahulu 5.4.4 Pengaruh Kadar Aspal terhadap Penyerapan Air Pengaruh kadar aspal terhadap penyerapan air pada stabilisasi aspal menurut Yoder dan Witczak (1975) pada stabilisasi aspal bahwa berat air yang diserap semakin mengecil apabila kadar aspal bertambah. 5.5 Perancangan Kadar Aspal Faktor – factor yang mempengaruhi kelakuan dan perancangan bahan yang distabilisasi aspal menurut Hicks (2002) adalah : 1. Tanah 2. Material aspal 24
3. Pencampuran 4. Pemadatandanperawatan 5. Lalulintas 6. Kondisilingkunganberikutnya 5.6 Kriteria 5.7 Uji Laboratium 5.8 Pelaksanaan di Lapangan Tahap – tahap pelaksanaan : 1.
Umumnya dilakukan pada lokasi pusat pencampuran
2.
Material campuran dipanaskan (275 – 3000F) dan diaduk hingga merata
3.
Campuran di bawa kelokasi proyekd engan truk angkut dan digelar dengan mesin penyebar aspal
4.
Pemadatan dilakukan dengan 3 tahap yaitu:
Penggilasan untuk ”penguraian” dengan mesin penggilas
roda baja tandem
penggilasan “antara”dan
penggilasan “final”.
5.9 Faktor-faktor yang perlu Diperhatikan Faktor yang perlu diperhatikan :
Bahan penstabil harus diaduk hingga rata
Tanah harus dipadatkan pada kadar air yang seragam 25
Harus diyakinkan proses aerasi aspal emulsi ataua spal cutback agar air yang berlebian atau uap air dapat dihilangkan.
Volume lalu-lintas harus dibatasi, sebelum permukaan perkerasan ditutup dengan lapis permukaan
26
BAB VI STABILISASI TANAH ABU TERBANG 6.1 Pendahuluan Abu terbang adalah abu sisa pembakaran batubara yang berupa butiran halus ringan, tidak porous dan bersifat pozzolanik. Kandungan abu terbang sebagian besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2), aluminium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan kalsium (CaO), serta magnesium, potasium,sodium, titanium, dan sulfur dalam jumlah yang lebih sedikit. 6.2 Tipe-tipe Abu Terbang Abu terbang tipe C
Abu terbang tipe C merupakan abu terbang yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignit atau sub-bituminus batubara (batubara muda). Untuk abu terbang tipe C, kadar total dari SiO2, Al2O3, Fe2O3 lebih besar dari 50%. Kadar CaO mencapai 10%. Dalam campuran beton, jumlahan abu terbang yang digunakan sebanyak 15%-35% dari berat silinder. Abu terbang tipe F
Abu terbang tipe F merupakan abu terbang yang mengandung CaO lebih kecil dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran antrasit atau bituminus batubara. Abu terbang tipe F mempunyai kadar total dari SiO 2, Al2O3, Fe2O3 kurang dari 70%. Kadar CaO abu terbang tipe F kurang dari 5%. Dalam campuran beton, jumlahan abu terbang yang digunakan sebanyak 15%-25% dari berat silinder.
6.3 Sifat-sifat Abu Terbang Material letusan Gunung Merapi mengandung bermacam unsur mekanis maupun fisik. Fraksi ukuran material yang dikeluarkan juga 27
berbeda. Salah satu fraksinya seperti abu terbang. Lokasi material abu terbang diambil dari Dusun Kentungan, Condong Catur, Depok, Sleman, DIY; berjarak 21,4 km dari Gunung Merapi. Hasil penelian pada kondisi lapangan endapan abu terbang mempunyai kadar air sebesar 21,320%, berat jenis 2,652. Berat unit basah 1,663 gr/cm3 dan berat unit kering 1,444 gr/cm3, termasuk kelompok loose uniform sand. Butiran abu terbang tertahan saring No.200 fraksi sand 38,7%. Lolos saringan No.200 fraksi silt 61,3%. Atterberg limit meng- informasikan nilai liquid limit 24,74%; plastic limit 20,40%; shrinkage limit 28,69% dan plasticity index 4,34% termasuk slightly plastic, shrinkage ratio SR 1,5 termasuk good soil type. Sesuai AASHTO classification system of Highway Subgrade materials abu terbang tersebut dalam group classification A-4 dan silty soils. Berdasarkan chart hubungan plasticity index dan liquid limit abu terbang termasuk Inorganic silts of low compressibility. Hasil pengujian direct shear test dan unconfined compression test menginformasikan abu terbang termasuk jenis gabungan silts and loose sand. Effective friction angle Ø
25,9°~35°. Dari hasil pengujian pemadatan optimum moisture content OMC 21,46% dan maximum dry density MDD 1,517 gr/cm3. Satu hal yang penting, setiap studi lanjutan pemanfaatan abu terbang yang terkait dengan sifat-sifat fisik perlu diselidiki lagi karena sifatsifat fisik akan berubah tergantung sebaran jarak abu Gunung Merapi.Sifat-sifat abu terbang :
Derajat persiapan batu bara.
Pembersihan dan penghancuran
Tipe
Perancangan dari operasi pabrik pembangkit unit ketel
Kondisi selama pembakaran 28
Bahan tambah untuk membantu pembakaran
6.4 Klasifikasi Abu Terbang Abu terbang tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen, namun dengan kehadiran air dan ukurannya yang halus, silikaoksida (SiO2) yang dikandung di dalam abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan yang mengikat. Abu batu bara dapat digunakan pada beton sebagai material terpisah atau sebagai bahan dalam campuran semen dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat beton. Fungsi abu batu bara sebagai bahan aditif dalam beton bisa sebagai pengisi ( filler ) yang akan menambah internal kohesi dan mengurangi porositas daerah transisi yang merupakan daerah terkecil dalam beton, sehingga beton menjadi lebih kuat. Pada umur sampai dengan 7 hari, perubahan fisik abu batu bara akan memberikan konstribusi terhadap perubahan kekuatan yang terjadi pada beton, sedangkan pada umur 7 sampai dengan 28 hari, penambahan kekuatan beton merupakan akibat dari kombinasi antara hidrasi semen dan reaksi pozzolan. Mineralogi abu terbang sangat beragam. Fase utama yang dihadapi adalah fase kaca, bersama-sama dengan kuarsa, mulit dan oksida besi hematit, magnetit serta/atau maghemit. Fase lainnya sering diidentifikasi adalah kristobalit, anhidrit, kapur, periklas, kalsit, silvit, halit , portlandite, rutil serta anatase. Mineral anortit, gehlenit, akermanit yang memiliki Ca serta berbagai silikat kalsium dan aluminat kalsium identik dengan yang ditemukan dalam semen Portland dapat diidentifikasi dalam abu terbang kaya-Ca. Kandungan merkuri dapat 29
mencapai 1 ppm, tetapi umumnya termasuk dalam kisaran 0.01-1 ppm untuk batu bara bituminus. Konsentrasi unsur penjejak lainnya bervariasi serta sesuai dengan jenis batubara yang dibakar untuk membentuk ia. Bahkan, dalam kasus batubara bituminus, dengan pengecualian dari boron, jejak konsentrasi unsur umumnya sama dengan konsentrasi unsur jejak di tanah bebas polusi.
6.5 Sifat-sifat Campuran Tanah Abu Terbang 6.5.1 Modifikasi Plastisitas dan Pengembangan 6.5.2 Hubungan Kadar Air dan Kepadatan 6.5.3 Kekuatan 6.6 Pelaksanaan Stabilisasi Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan. Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat beton. Selain itu, abu terbang batu bara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam, diantaranya:
penyusun beton untuk jalan dan bendungan
penimbun lahan bekas pertambangan
recovery magnetik, cenosphere dan karbon
bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori 30
