Foto: Perbaikan Tanah Lunak Dengan Abu Serabut Kelapa dan Perkuatan Limbah Botol Plastik

LATARBELAKANG

Dewasa ini pembangunan infrastruktur tumbuh semakin pesat setiap waktunya, namun tidak diimbangi oleh ketersediaan lahan. Salah satu elemen yang harus mendapatkan perhatian khusus pada pembangunan infrastruktur jalan dan jembatan adalan tanah. Tanah merupakan dukungan terakhir untuk penyaluran beban yang ditimbulkan akibat beban konstruksi di atasnya pada sebuah pembangunan konstruksi. Terkadang kita dihadapkan pada satu pilihan yang dimana lokasi pembangunannya telah ditetapkan. Dalam memenuhi permintaan mendukung roda perekonomian terkadang lokasi yang kita jumpai secara geoteknis tidak memenuhi spesifikasi sebuah konstruksi karena memliki kadar lempung lebih dari 50%, pembangunan pada lahan dengan sifat tanah yang kurang baik ini pun sering kali terjadi karena lokasi yang akan dibangun adalah lokasi yang sangat strategis sehingga memiliki nilai ekonomis yang besar. Salah satu sifat tanah sebagai dukungan yang kurang baik dalam bidang konstruksi tersebut adalah tanah lempung yang memiliki sifat kembang susut yang relatif tinggi sehingga mempunyai penurunan yang besar.

Tanah lempung dengan kadar air tinggi memiliki daya dukung yang rendah, tanah lempung juga memiliki ukuran butir yang relatif halus dan index plastisitas yang tinggi. Tanah lempung memerlukan waktu yang lama untuk terkonsolidasi, hal ini disebabkan oleh tanah lempung yang memiliki sifat permeabilitas (kemampuan tanah untuk meloloskan air) rendah.

Indeks plastisitas tinggi merupakan salah satu faktor yang mengakibatkan daya dukung tanah menjadi lemah, plastisitas itu disebabkan oleh adanya suatu lapisan dengan ukuran partikel yang membuat/menjadikan permukaan mempunyai muatan elektromagnetis, dimana molekul-molekul air mempunyai sifat bi-polar yang mengatur dirinya mirip magnet-magnet kecil dalam daerah magnetik yang berdampingan dengan permukaan butir-butir tanah. Selanjutnya dari permukaan partikel tersebut akan membuat nilai viskositas semakin tinggi, viskositas tersebut akan berkurang dengan makin menjauhnya jarak antar permukaan partikel oleh karena itu dengan makin banyaknya air maka partikel  akan terpisahkan oleh cairan air tersebut sehingga membuat partikel-partikel tersebut slip satu sama lain untuk mendapatkan posisi baru tanpa adanya tendensi untuk kembali ke posisi dengan tidak ada perubahan volume dan tanpa mengurangi kohesinya (Goldschmidt,1952).

Perbaikan tanah lunak dapat dilakukan dengan mengubah sifat mekanis dari tanah itu sendiri, salah satu cara untuk mengubah sifat mekanis tanah dapat berupa penambahan zat tambah yang mengandung banyak silika (SiO2) dan kalsium (Ca) agar dapat membentuk reaksi hidrasi dan menghasilkan panas yang selanjutnya akan membuat tanah menjadi keras seperti reaksi yang terdapat pada beton. Dalam fakta lapangannya kita membutuhkan bahan-bahan yang mudah untuk melakukan perbaikan tanah tersebut dan lebih diharapkan untuk dapat memanfaatkan limbah yang dihasilkan masyarakat pada kehidupan sehari-hari.

Salah satu limbah yang merupakan sumber bahan dengan kandungan silika adalah serabut kelapa dan kita dapat menambah daya dukung vertikal dengan memberi perkuatan rangkaian botol plastik yang diisi oleh pasir dan dirangkai yang menyerupai lembaran-lembaran.

PENELITIAN PERBAIKAN TANAH DENGAN ABU SERABUT KELAPA DAN PERKUATAN BOTOL PLASTIK

Untuk dapat melakukan validasi ide pemanfaatan limbah, maka diperlukan proses penelitian. Untuk membuktikan bahwa silika yang dihasilkan abu serabut kelapa denga perpaduan rangkaian botol pelastik yang diisi pasir dapat menambah daya dukung tanah maka harus dilakukan skema pengujian. Dalam hal ini akan dilakukan pengujian kepada tanah lempung dengan media ukuran 100 x 100 x 80 cm dan sampel tanah lempung yang sudah dilakaukan pra pembebannan dengan beban sebesar 500 kg selama 24 jam.

Pada Gambar 1.a dijelaskan bahwa setelah pra pembebanan selesai, beban diangkat dan permukaan tanah lempung lunak diratakan lalu dicek berat volumenya, setelah berat volume sesuai dengan yang direncanakan maka dimulai pengujian pertama model fondasi diletakkan tepat di tengah-tengah kotak.

Pengujian kedua pada Gambar 1.b menjelaskan bahwa permukaan tanah lempung lunak dilubangi bentuk  bujur sangkar 60cm x 60cm dengan tinggi 30cm lalu diisi dengan tanah lempung lunak sampai ketinggian 10cm lalu tanah diberi plat dan dipadatkan dengan diinjak-injak diatas platnya, sebelum kembali dilanjutkan pengisian lapisan tanah selanjutnya dilakukan pengecekan berat volume, jika berat volume mendekati dengan berat volume yang direncanakan maka pengisian lapisan selanjutnya dapat dilakukan dan prosedur tersebut dilaksanakan sampai lapisan terakhir, setelah lapisan terakhir selesai maka dilakukan pra pembebanan sebanyak 500 kg untuk menyamakan berat volume tanah dengan yang telah direncanakan. Setelah pra pembebanan selesai maka berat volume kembali dilakukan pengecekan untuk memastikan berat volume sudah sesuai dengan yang direncanakan, jika berat volume telah sesuai maka proses pengujian pembebanan telah dapat dilaksanakan.

Pada Gambar 1.c diatas menjelaskan pengujian ketiga bahwa permukaan tanah lempung lunak dilubangi bentuk bujur sangkar 60cm x 60cm dengan tinggi 30cm, lalu lubang diisi penuh dengan tanah yang telah dicampur abu sampai penuh setelahnya itu dilakukan pra pembebanan sebanyak 500kg selama 24 jam, jika pra pembebanan sudah selesai maka harus dilakukan proses pengecekan berat volume terlebih dahulu sebelum dilakukan pengujian pembebanan, berat volume haruslah sesuai dengan yang telah direncanakan.

Pada Gambar 1.d menjelaskan bahwa pengujian keempat permukaan tanah lempung lunak dilubangi bentuk bujur sangkar 60cm x 60cm dengan tinggi 30cm lalu diisi dengan tanah lempung lunak yang telah dicampur abu serabut kelapa sampai ketinggian 10cm lalu tanah diberi plat dan dipadatkan dengan diinjak-injak diatas platnya, sebelum kembali dilanjutkan pengingisian lapisan tanah selanjutnya dilakukan pengecekan berat volume, jika berat volume mendekati dengan berat volume yang direncanakan maka pengisian lapisan selanjutnya dapat dilakukan dan prosedur tersebut dilaksanakan sampai lapisan terakhir, setelah lapisan terakhir selesai maka dilakukan pra pembebanan sebanyak 500 kg untuk menyamakan berat volume tanah dengan yang telah direncanakan. Setelah pra pembebanan selesai maka berat volume kembali dilakukan pengecekan untuk memastikan berat volume sudah sesuai dengan yang direncanakan, jika berat volume telah sesuai maka proses pengujian pembebanan telah dapat dilaksanakan. Untuk set up pembebanan dapat dilihat pada gambar pengujian diatas. Untuk memastikan beban sentris dan tegak, nantinya akan dipasang frame yang kaku untuk menahan tiang penyangga beban. Dial Gauge penurunan dipasang untuk mengukur penurunan batang penyangga setelah dibebani. Beban berupa tanah yang sudah ditimbang tiap 1 kg dan dimasukan dalam plastik bening, beban ini nantinya akan dimasukan ke sebuah kotak penampung beban. Berat penyangga bersama kotak penampung beban dal plat fondasi dianggap sabagai beban awal. Kenaikan beban selanjutnya adalah 10 kg, penambahan yaitu setiap 60 menit apabila penurunan kurang dari 0,25 mm/jam atau setiap 120 menit bila lebih.

Pembacaan dial Gauge penurunan setiap 20 menit, pemberian beban dan pembacaan dial ini diteruskan sampai terjadi penurunan melebihi 20% lebar fondasi sebagai beban keruntuhan, dipilih beban yang mengakibatkan penurunan 10% lebar fondasi, atau dalam hal ini 15 mm. hal ini sesuai yang diusulkan oleh terzaghi dan peck.

HASIL PENELITIAN

 Dari data – data penelitian, dapat dilihat bahwa perbaikan yang dilakukan berpengaruh kepada daya dukung tanah untuk menahan beban vertikal dengan melihat bahwa beban maksimum yang dapat diterima oleh tanah semakin besar dan penurunan yang terjadi semakin mengecil, perbaikan yang mengakibatkan penambahan beban maksimum yang terbesar adalah perbaikan dengan menambahkan abu serabut kelapa sebanyak 9% dan 2 lapis perkuatan botol plastik yang diisi pasir secara bersamaan. Untuk dapat lebih memahami pengaruh semua perbaikan, maka semua data perbaikan akan digabung dan disajikan secara tergabung di dalam Tabel 1 Tanah Lunak dengan Variasi Perbaikan dan sebuah grafik pada Gambar 2 Grafik Perbandingan Tanah Lunak Dengan Variasi Perbaikan seperti berikut:

KESIMPULAN

1. Penambahan perkuatan botol plastik yang diisi pasir dapat mengurangi penurunan akibat beban yang diterima menjadi menurun dan dapat menambah beban maksimum yang dapat diterima oleh tanah lempung lunak. Pada penambahan beban maksimum yang diterima meningkat dari 119.967 kg pada tanah asli menjadi 149.967 kg.
2. Penambahan abu serabut kelapa sebanyak 9% dapat mengurangi penurunan akibat beban yang diterima menjadi menurun dan dapat menambah beban maksimum yang dapat diterima oleh tanah lempung lunak . Pada penambahan beban maksimum yang diterima meningkat dari 119.967 kg pada tanah asli menjadi 129.967 kg.
3. Penambahan abu serabut kelapa dan 2 lapis perkuatan botol plastik yang diisi pasir merupakan perbaikan yang paling efektif untuk mengurangi penuruan tanak lempung lunak. Pada penambahan beban maksimum yang diterima meningkat dari 119.967 kg pada tanah asli menjadi 179.967 kg.

DAFTAR PUSTAKA

Bangun, F.P., (2014). Perbaikan dan Perkuatan Tanah Lunak pada Fondasi Dangkal Menggunakan Abu Serabut Kelapa dan Botol Plastik yang Diisi Pasir. Skripsi pada FT Universitas Atma Jaya Yogyakarta: tidak diterbitkan.

Arifin, B. November 2008. Pengaruh Abu Sabut Kelapa Terhadap Koefisien Konsolidasi Tanah Lempung. Jurnal SMARTek. Volume 6, No 4.

Bowles, J.E., 1991. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Grim, R. E., 1953. Clay Mineralogy. McGraw-Hill, New York.

Hardiyatmo, H.C., 1999, Mekanika Tanah I, PT. Gramedia Pustaka Umum, Jakarta.

Hardiyatmo H. C., 2002. Mekanika Tanah I, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

Hardiyatmo H. C., 2010. Mekanika Tanah 2, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

Hatmoko, J.T., Lulie, Y. Oktober 2007. UCS Tanah Lempung Ekspansif Yang Distabilisasi Dengan Abu Ampas Tebu dan Kapur. Jurnal Teknik Sipil. Volume 8, No 1.

Ritonga, M.Y., Sihombing, D.H., Sihotang, A.R. 2013. Pemanfaatan Abu Kulit Buah Kelapa Sebagai Katalis Pada Reaksi Transesterifikasi Minyak Sawit Menjadi Metil Ester. Jurnal Teknik Kimia USU. Volume 2, No 4.

Terzaghi, K., Peck, R.B., 1987. Mekanika Tanah dan Praktek Rekayasa, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Tsujanto, F., (2012). Perbaikan Tanah Lunak Pada Tanah Lunak Dengan Ban Bekas. Skripsi pada FT Universitas Atma Jaya Yogyakarta: tidak diterbitkan.

Widianti, A., Hartono, E., Muntohar, A.S., Juli 2008. Studi Model Embankment Dengan Campuran Kapur-Abu Sekam Padi dan Serat Kantung Plastik. Jurnal dinamika TEKNIK SIPIL. Volume 8, No 2.

Penulis Artikel:

Agnes Diana Br Sembiring, Direktorat Jenderal Bina Marga