1. Pendahuluan

Tanah merupakan dasar dari suatu sruktur atau konstruksi, baik itu konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan, yang sering menimbulkan masalah bila memiliki sifat-sifat yang buruk. Sifat-sifat tanah yang buruk dan kurang menguntungkan bila digunakan sebagai dasar suatu bangunan atau konstruksi, antara lain tanah yang memiliki sifat plastisitas yang tinggi, kekuatan geser yang rendah, kemampatan atau perubahan volume yang besar dan potensi kembang susut yang besar. Penelitian tentang tanah sangat dibutuhkan untuk menjamin stabilitas bangunan karena kekuatan struktur secara langsung akan dipengaruhi oleh kemampuan tanah dasar atau pondasi setempat dalam menerima dan meneruskan beban yang bekerja.

Berbagai upaya dapat dilakukan dalam menangani sifat-sifat tanah setempat yang dapat merugikan struktur, salah satunya adalah dengan stabilisasi tanah. Stabilisasi tanah dapat dibagi menjadi 2, yaitu stabilisasi tanah berdasarkan sifat teknisnya dan stabilitasi tanah berdasarkan tujuannya. Stabilitasi tanah berdasarkan sifat teknisnya dapat dibedakan lagi menjadi stabilitasi mekanis, stabilitasi fisik, dan stabilitasi kimiawi.

1.1 Karakteristik Tanah Lempung Ekspansif

Tanah lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sangat dipengaruhi oleh kadar air dan mempunyai sifat cukup kompleks. Kadar air mempengaruhi sifat kembang susut dan kohesinya.

Tanah lempung yang memiliki fluktusi kembang susut tinggi disebut lempung ekspansif. Tanah ekspansif ini sering menimbulkan kerusakan pada bangunan seperti retaknya dinding, terangkatnya pondasi, jalan bergelombang dan sebagainya. Berbagai cara dilakukan untuk memperbaiki kekuatan dari tanah lempung ekspansif, diantaranya dengan penambahan bahan kimia (stabilisasi secara kimiawi).

2. Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif dengan Natrium Klorida (NaCl)

Natrium Klorida (NaCl) atau biasa disebut garam dapur, memiliki struktur anion ditengah dan kation yang menempati kation octahedral. Larutan garam merupakan suatu elektrolit, yang memiliki gerakan brown pada permukaannya yang lebih besar dari gerakan brown pada air murni, sehingga dapat menurunkan air dan larutan ini menambah gaya kohesi antar partikel sehingga ikatan partikel menjadi lebih rapat. Selain itu, larutan ini bisa memudahkan dalam proses pemadatan tanah.

Pada umumnya stabilitasi tanah menggunakan garam dapur ini memiliki prinsip yang sama dengan stabilitasi yang menggunakan zat kimia lainnya. Keuntungan yang dihasilkan adalah meningkatkan kepadatan dan kekuatan tanah. Tanah dengan LL (liquid limit) yang tinggi biasanya memberikan reaksi yang bagus dengan penambahan garam ini.

1

2.1 Bahan dan Metode

Pencampuran / Pembuatan Benda UjiTanah + 10% NaCl Tanah + 20% NaCl Tanah + 30% NaCl Tanah + 40% NaCl Tanah + 50% NaCl

Sampel : Tanah lempung ekspansif Perum Citra Raya Darmo Surabaya Garam dapur (NaCl) cap Kapal Api

START

PERSIAPAN TANAH DAN PERALATAN

Pengujian Tanah Asli :- Analisis Hidrometer- Atteberg Test ( Konsistensi Kekentalan )- Standard Compaction Test ( Pemadatan

Standar )- Specific Grafity ( Berat Jenis )- Berat Volume ( ϒ )- Permeabilitas ( k )- Kadar Air ( w )

Pemeraman / Perawatan 7 Hari

- Atteberg Test ( Konsistensi Kekentalan )

- Compaction Test ( Pemadatan Standar )

- Specific Grafity ( Berat Jenis )- Berat Volume ( ϒ )- Kadar Air ( w )

Penambahan Kadar Air ( OMC )

Pengujian Benda Uji

CBRSwelling

Uncofined Comperession

Hasil Penelitian

Kesimpulan Dan Saran

2

Selesai

2.2 Perbandingan Hasil Uji Coba Tanah

a. Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah Pemeriksaan Berat Volume

Pemeriksaan Berat Volume (γ)

Tanah Asli 1.855Tanah Asli + 10% NaCl 1.741Tanah Asli + 20% NaCl 1.706Tanah Asli + 30% NaCl 1.665Tanah Asli + 40% NaCl 1.612

Tanah Asli + 50% NaCl 1.545

Semakin besar presentase garam yang dicampurkan, maka semakin kecil nilai berat volume tanah tersebut.

0% 10% 20% 30% 40% 50%1

1.11.21.31.41.51.61.71.81.9

2

Berat Volume

NaCl (%)

Bera

t Vol

ume

Pemeriksaan Kadar Air

Pemeriksaan Kadar Air (%)Tanah Asli 15.73

Tanah Asli + 10% NaCl 8.99Tanah Asli + 20% NaCl 8.09Tanah Asli + 30% NaCl 5.87Tanah Asli + 40% NaCl 5.6Tanah Asli + 50% NaCl 4.69

Penambahan garam pada tanah mengakibatkan berkurangnya kadar air pada tanah tersebut.

3

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%02468

1012141618

Kadar Air

NaCl (%)

Kada

r Air

(%)

Pemeriksaan Berat Jenis

Pemeriksaan Berat Jenis (Gs)Tanah Asli 2.352

Tanah Asli + 10% NaCl 2.43Tanah Asli + 20% NaCl 2.666Tanah Asli + 30% NaCl 2.28Tanah Asli + 40% NaCl 2.692Tanah Asli + 50% NaCl 2.0561

Penambahan garam sedikit banyak mempengaruhi nilai berat jenis pada tanah.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%1

1.5

2

2.5

3

Berat Jenis (Gs)

NaCl (%)

Bera

t Jen

is

4

Pemeriksaan Batas Atterberg

PemeriksaanLL PL PI SL% % % %

Tanah Asli 104.56 46.78 57.78 37.9Tanah Asli + 10% NaCl 92.56 43.95 48.61 37.47Tanah Asli + 20% NaCl 89.86 46.04 43.87 32.88Tanah Asli + 30% NaCl 85.57 51.69 33.87 32.07Tanah Asli + 40% NaCl 84.67 53.32 31.35 28.52Tanah Asli + 50% NaCl 82.45 52.2 30.25 23.2

Penambahan garam akan menurunkan nilai batas cair (LL), batas susut (SL), dan indeks plastisitas (PI). Penambahan kadar garam akan meningkatkan nilai batas plastis (PL).

LL PL PI SL10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Batas Atterberg

Tanah AsliTanah Asli + 10% NaClTanah Asli + 20% NaClTanah Asli + 30% NaClTanah Asli + 40% NaClTanah Asli + 50% NaCl

(%)

Pemeriksaan Pemadatan Standar

Pemeriksaan OMC (%) γd maks (gr/cm3)

Tanah Asli 11.7 1.542Tanah Asli + 10% NaCl 24.43 1.537Tanah Asli + 20% NaCl 19.06 1.582Tanah Asli + 30% NaCl 18.95 1.656Tanah Asli + 40% NaCl 16.197 1.655Tanah Asli + 50% NaCl 15.473 1.698

5

Penambahan kadar garam pada campuran tanah akan mengurangi nilai kadar air optimum, dan meningkatkan nilai berat isi kering.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%0

5

10

15

20

25

30

NaCl (%)

OM

C (%

)

b. Pemeriksaan Sifat Mekanik Tanah Pemeriksaan CBR Laboratorium

Perlakuan Nilai CBR (%) KategoriTanah Asli 3.03 Sangat Buruk

Tanah Asli + 10% NaCl 5.34 BurukTanah Asli + 20% NaCl 6.24 BurukTanah Asli + 30% NaCl 6.79 BurukTanah Asli + 40% NaCl 6.06 BurukTanah Asli + 50% NaCl 7.94 Sedang

CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama. Pada percobaan ini menunjukkan penambahan garam akan meningkatkan nilai CBR, dimana nilai maksimal dapat diperoleh pada penambahan garam dapur sebesar 50%.

6

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%2

3

4

5

6

7

8

9

NaCl (%)

CBR

(%)

Pemeriksaan Pengembangan (Swelling)

Perlakuan Swelling (%) Air Terserap (%)

Tanah Asli 10.512 37.999Tanah Asli + 10% NaCl 10.435 17.611Tanah Asli + 20% NaCl 9.749 20.898Tanah Asli + 30% NaCl 8.435 15.505Tanah Asli + 40% NaCl 7.624 16.523

Tanah Asli + 50% NaCl 7.599 4.702

Swelling pada uji CBR adalah perbandingan antara perubahan tinggi selama perendaman terhadap tinggi benda uji semula, dan dinyatakan dalam persen. Semakin besar presentase campuran NaCl maka akan semakin kecil pula nilai swelling tanah lempung ekspansif ini. Dengan penambahan garam 50% akan menghasilkan nilai swelling terkecil.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%5

6

7

8

9

10

11

NaCl (%)

Swel

ling

(%)

Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined)

7

Perlakuan Tegangan (kg/cm2) Kategori Cu (kg/cm2)Tanah Asli 1.88 Kenyal (Stiff) 1.437

Tanah Asli + 10% NaCl 2.69 Kenyal (Stiff) 1.775Tanah Asli + 20% NaCl 3.14 Kenyal (Stiff) 1.949Tanah Asli + 30% NaCl 4.07 Keras (Hard) 2.191Tanah Asli + 40% NaCl 4.91 Keras (Hard) 2.355Tanah Asli + 50% NaCl 5.03 Keras (Hard) 2.455

Nilai kuat tekan bebas akan semakin besar dengan semakin banyaknya penambahan garam dapur pada campuran tanah. Adapun nilai optimum kuat tekan bebas didapatkan pada penambahan garam dapur sebesar 50%.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%0

1

2

3

4

5

6

NaCl (%)

Tega

ngan

(kg/

cm2)

2.3 Kesimpulan Penggunaan NaCl dalam campuran tanah mampu menurunkan kadar air dari tanah

asli, yang diikuti dengan menurunnya berat isi kering tanah uji coba. Pemakaian NaCl sebagai bahan stabilisasi terhadap tanah lempung ekspansif

mampu menurunkan besarnya PI (Indeks Plastisitas). Pemakaian NaCl dapat menurunkan nilai berat jenis tanah pada tanah sampel

berupa tanah lempung ekspansif. Penambahan garam dapur (NaCl) dapat meningkatkan kepadatan tanah. Hal ini

disebabkan oleh adanya air yang semula mengisi pori-pori pada tanah digantikan dengan bahan campuran (NaCl), sehingga mengakibatkan terjadinya reaksi penggantian kation dan pembentukan butiran tanah yang lebih besar.

Pada penambahan bahan garam dapur (NaCl), terjadi penurunan nilai pengembangan tanah yang diikuti dengan meningkatnya nilai CBR pada tanah. Ini menunjukkan bahwa dengan penambahan bahan campuran NaCl dapat memperkecil potensi pengembangan pada tanah asli. Turunnya potensi pengembangan dan meningkatnya daya dukung tersebut disebabkan oleh adanya pengikatan yang erat antar butiran tanah akibat pengaruh garam dapur (NaCl), sehingga membentuk tanah menjadi kokoh dan kedap air.

8

3. Stabilisasi Tanah Lempung Plastis Tinggi dengan Garam Klorida

Percobaan ini dilakukan dengan membandingkan beberapa tanah yang dicampur dengan garam-garam klorida. Masing-masing seperti NaCl, MgCl2, dan CaCl2.

3.1 Bahan dan Metodea. Bahan

Tanah yang digunakan pada percobaan ini adalah tanah lempung dengan plastisitas tinggi (light brown silty clay soil), yang berasal dari Irak Selatan. Sampel tanah diambil 1 meter dibawah permukaan tanah, dan diambil dalam keadaan terpadatkan. Adapun penjelasan mengenai karakteristik tanah CH (Unified) ini adalah sebagai berikut :

Sifat fisik

Parameter JumlahBatas Cair (LL) 53%Batas Plastis (PL) 28%Indeks Plastisitas (PI) 25%Specific Gravity 2.73Clay Fraction 48%Silt Fraction 50%Sand Fraction 2%

Komposisi mineral berdasarkan difraksi sinar X

Mineral Non-Clay Mineral ClayQuartz Montmorillonite

Dolomite PolygorskiteCalcite Kaolinte

Feldspar

b. Metode Persiapan

9

Disiapkan tiga macam garam klorida, yaitu NaCl, MgCl2, dan CaCl2. Setiap garam ini dilarutkan ke dalam air dan masing-masing dicampurkan dengan sampel tanah.

Compaction TestUji pemadatan dengan menggunakan proctor modifikasi digunakan untuk menentukan hubungan antara kandungan air dan kepadatan. Setiap garam klorida (NaCl, MgCl2, dan CaCl2) dilarutkan di dalam air dan dicampurkan dengan tanah, untuk kemudian didiamkan selama 1 hari. Tanah berukuran 1000 cm3 dipadatkan dalam 5 lapisan.

Batas AtterbergBatas-batas atterberg yang diuji adalah Batas Cair (LL), Batas Plastis (PL) dan Indeks Plastisitas (PI).

Unconfined Compression TestDilakukan tes dengan tegangan sebesar 0.9 mm/menit.

3.2 Hasil Percobaan

a. Compaction Test- NaCl

- CaCl2

- MgCl2

10

Nilai kepadatan tanah akan semakin besar dengan semakin banyak nya penambahan garam walaupun dengan jenis garam yang berbeda. Adapun nilai optimum kepadatan tanah di dapatkan pada penambahan garam sebesar 8% pada garam jenis MgCl2

b. Batas Atterberg- NaCl

- CaCl2

- MgCl2

11

Semakin besar penambahan garam pada tanah tersebut dengan jenis garam yang berbeda akan menurunkan nilai batas cair , batas plastis , dan indeks plastisitas.

c. Unconfined Compression Test- NaCl

- CaCl2

- MgCl2

12

Nilai Kuat tekan tanah akan semakin besar dengan semakin banyak nya penambahan garam walaupun dengan jenis garam yang berbeda. Adapun nilai optimum Kuat tekan tanah di dapatkan pada penambahan garam sebesar 8% pada garam jenis CaCl2 dengan kuat tekan optimum sebesar 700 Kpa

3.3 Kesimpulan Penambahan garam ke dalam tanah meningkatkan kepadatan tanah dan kadar air

optimum. Hal ini dikarenakan berubahnya sistem flokulasi pada tanah akibat bertambahnya konsentrasi garam pada tanah. Alhasil, dikarenakan proses pemadatan yang terus menerus, partikel tanah menjadi lebih terkumpul sehingga berat kering tanah terpadatkan menjadi bertambah seiring bertambahnya kandungan garam. Berkurangnya kandungan air dapat dikarenakan semakin meningkatnya tingkat flokulasi, maka semakin rendah air yang dibutuhkan di dalam rongga tanah.

Pada percobaan batas atterberg, nilai batas cair, batas plastis, dan indeks plastisitas menurun seiring dengan bertambahnya kandungan garam pada tanah. Hal ini dapat disebabkan oleh berkurangnya ketebalan akibat termampatnya tanah seiring peningkatan kadar garam.

Peningkatan kadar garam mengakibatkan meningkatnya nilai kuat tekan tanah. Penambahan garam pada tanah mengakibatkan meningkatnya konsentrasi ion pada air dan memampatkan lapisan pada tanah. Hal ini mengurangi gaya dorong antar partikel dan meningkatkan daya ikatnya, dengan hasil akhir meningkatnya gaya kohesi. Hasil optimum dapat dilihat pada percampuran tanah dan CaCl2

dibandingkan pada percampuran tanah dengan garam klorida lainnya.

13