## Pengaruh Variasi Jarak Kolom Kapur dalam Stabilisasi Tanah Lempung Lunak pada Tinjauan Nilai Indek Pemampatan Tanah (Cc)
Influence of Limes Column Variation Distance in Soft Clay Stabilization Based on Review of Compression Index Value (Cc)
Arwan Apriyono #1 , Sumiyanto #2 arwan_civil00@yahoo.co.id masumiyanto@yahoo.com
# Prodi Teknik Sipil Jurusan Teknik Fakultas Sains dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman Jl. Mayjend. Soengkono Km. 5 Blater Purbalingga, 53371
Abstract — Numerous buildings located in north area of Java Island encounter settlement problem. The settlement occurs because most of soil in the area is soft clay soil. The behavior of this soil is characterized by the large value of coefficient compression (Cc) and small value of bearing capacity. This condition causes potentially great consolidation settlement. In this research, limes column stabilization method will be applied to make soft clay soil better. Limes columns were expected to reduce Cc value therefore consolidation settlement decreases. This research was conducted through laboratory experiment, using box 100 cm in lengths, 40 cm in wide, and 40 cm in height. Three variations of diameters (5 cm, 10 cm, 15 cm) and three variations of distance of sample taken from outside of the limes column mould (10 cm, 20 cm, 30 cm) was applied in this research. Influence of limes column to the value of Cc was examined. The result of this research shows that limes column could significantly reduce Cc value. The Cc value decreases when the distance of sample taking place decreases. The average of Cc decline on three variations distance of column (10 cm, 20 cm, 30 cm) are 17.28%, 44.97%, 52.24% respectively. The most efficient distance of the limes column is 20 cm.
Keyword — soft clay, compression index, limes column, laboratory experiement, consolidation settlement

## P ENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fenomena penurunan bangunan, banyak terjadi di daerah pantai utara pulau jawa. Beberapa contohnya adalah fenomena penurunan bangunan di Pelabuhan Tanjung Emas dan Masjid Agung Semarang. Penurunan ini terjadi karena tanah di lokasi tersebut termasuk ke dalam jenis tanah lempung lunak (Apriyono, dkk, 2008). Pada suatu proyek bangunan, penanganan tanah lempung lunak biasanya dilakukan dengan mengganti tanah asli dengan tanah baru yang lebih baik. Tetapi apabila volume tanah lempung lunak sangat banyak, usaha stabilisasi tanah lebih direkomendasikan (Chan and Ibrahim, 2008).
Menurut Chan and Ibrahim (2008), stabilisasi adalah proses modifikasi kimia pada tanah, dengan menambahkan zat additif tertentu pada kondisi kering ataupun basah, untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan tanah. Berbagai penelitian telah dilakukan untuk melakukan stabilisasi terhadap tanah lempung lunak. Bahan yang biasa digunakan sebagai zat additif untuk stabilisasi tanah lempung lunak diantaranya adalah semen dan kapur. Berdasarkan penelitian yang
telah dilakukan oleh Apriyono (2008), diperoleh hasil bahwa kolom kapur dapat meningkatkan nilai koefisien konsolidasi (Cv) pada tanah lempung lunak sampai dengan 6 %. Marzano et all, 2008, menghasilkan kesimpulan bahwa kekuatan tanah lempung lunak meningkat apabila ditambah dengan semen dengan kombinasi pemanasan. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Hassan (2008), menghasilkan kesimpulan bahwa semen dapat meningkatkan nilai modulus elastisitas tanah lempung lunak. Dari penelitian-penelitian tersebut, dapat disimpulkan
bahwa penggunaan kolom kapur merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah, dalam menangani tanah lunak. Penelitian ini adalah kelanjutan dari penelitian-penelitian sebelumnya dengan menitikberatkan pada pengaruh jarak penyebaran kolom kapur terhadap perubahan nilai indek pemampatan (Cc) tanah. Apabila jarak maksimal pengaruh penyebaran kolom kapur dapat diketahui, maka jarak antar kolom kapur efektif dapat ditentukan, sehingga akan sangat membantu dalam desain stabilisasi tanah lempung lunak.
Tujuan dari penelitian ini, adalah untuk mengamati perubahan nilai indek pemampatan (Cc)

## Arwan Apriyono, Sumiyanto
Pengaruh Variasi Jarak Kolom Kapur dalam Stabilisasi Tanah Lempung Lunak Pada Tinjauan Nilai Indek Pemampatan Tanah : 31 - 35
pada tanah lempung lunak, yang distabilisasi dengan menggunakan kolom kapur, pada fungsi jarak antar kolom kapur. Nilai jarak antar kolom kapur yang paling efektif, untuk digunakan dalam usaha stabilisasi tanah dapat diketahui dari hasil penelitian ini.
B. Tanah Lempung Lunak
Tanah lempung lunak merupakan tanah lempung yang mempunyai nilai kapasitas dukung rendah dengan nilai indek pemampatan besar. Sebagian besar lapisan tanah lunak dibentuk dari proses alamiah berupa pelapukan batuan. Tebal, luas dan stratifikasi tanah lunak, sangat tergantung dari corak topografi dan geologi yang membentuk lapisan lunak (Apriyono, 2008).
Bahan utama penyususun tanah lunak adalah adalah mineral lempung yang merupakan partikel aktif dengan ukuran sangat kecil (< 2 � m). Struktur mineral lempung terdapat dua blok bangunan fundamental, yaitu silika tetrahedral dan alumina oktahedral seperti dapat dilihat pada Gambar 1. Silika tetrahedral adalah struktur yang terdiri dari empat atom oksigen yang membentuk puncak tetrahedral dengan melingkupi satu atom silikon. Alumina oktahedral adalah struktur dengan satu atom alumunium dilingkupi oleh enam hidroksil yang membentuk bangunan oktahedron (Das, 1994).

## Gambar 1 Mineral-mineral lempung (Das, 1994).
Secara praktis, identifikasi tanah lunak bisa dilakukan dengan menggunakan pengujian in-situ seperti sondir dan standard penetration test (SPT). Suatu tanah dikategorikan sebagai tanah lunak apabila mempunyai nilai tahanan konus (qc) kurang dari 10 atau nilai N SPT kurang dari 4 (Apriyono, 2008).
C. Indek Pemampatan Tanah (Cc) Menurut Hardiyatmo (2007), indek pemampatan (Cc) adalah kemiringan dari bagian lurus grafik e- log P. Nilai indeks pemampatan menunjukkan kemampuan tanah dalam memampat, ketika terjadi peristiwa konsolidasi. Semakin besar nilai indeks pemampatan, semakin besar pula pemampatan yang terjadi pada tanah ketika proses konsolidasi, sehingga penurunan yang terjadi akan semakin besar (Coduto, 1994). Secara lebih jelas penentuan nilai Cc dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Penentuan nilai indek pemampatan (Coduto, 1994).
Nilai Cc dapat dicari dengan Persamaan 1.
1 2 2 1 log log P P e e
Cc � � � .................................................(1) dengan, e1 : angka pori beban P1, e2 : angka pori beban P2, P1 : beban awal, (kg/cm2),
P2 : beban akhir, (kg/cm2), Cc : indeks pemampatan.
D. Stabilisasi Tanah dengan Kolom Kapur
Stabilitas tanah dengan menggunakan metode kolom kapur, merupakan salah satu jenis stabilitas tanah secara kimiawi. Kapur aktif yang ditempatkan di lubang- lubang yang sebelumnya dibuat pada tanah lunak, akan akan mengabsorbsi air tanah dan menimbulkan reaksi hidrasi seperti ditunjukkan pada Persamaan 2 (Apriyono, 2008).
mol kcal OH Ca O H CaO / 6 , 15 2 ) ( 2 �
� � ........(2)
Dari Persamaan 2 akan terjadi pembentukan hidrat dan absorbsi kapiler, yang mengakibatkan peningkatan kekuatan tanah dan memperkecil penurunan. Kapur aktif yang telah mati, akan bereaksi dengan mineral lempung seperti montmorillinit, akan menetralisir muatan negatif lempung, sehingga kemampuan tanah dalam menyerap air akan berkurang (Bowles, 1989).
Proses stabilisasi dengan kolom kapur, memanfaatkan permukaan lubang, sebagai permukaan serapan kapur di dalam tanah. Diameter lubang yang kecil, akan memberikan permukaan serapan yang kecil sehingga proses stabilisasi terhadap daerah sekitarnya akan berjalan dengan lambat. Kolom kapur yang dibasahi dengan air, akan bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan yang tidak dibasahi dengan air (Apriyono, 2008).
M ETODE
A. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Program Studi Teknik Sipil Jurusan Teknik
Fakultas Sains dan Teknik Univers Soedirman. Sampel tanah diambil dari D Kecamatan Purwokerto Utara Banyuma tanah lunak, berdasar pengujian sond dilakukan oleh Lab. Mektan UNS, dimana konus di lokasi tersebut sampai keda sebesar 10 kg/cm 2 . Volume tanah yang di m 3 .
B. Alat dan bahan Tempat pengujian berupa kotak, yan lempengan baja dengan panjang 100 cm dan tinggi 40 cm. Di bagian bawah ko diberi lubang yang dapat dibuka dan mengatur keluarnya air. Secara lebih tempat pengujian dapat dilihat pada Gamb

## Gambar 3 Bak pengujian.
Bahan yang dipakai dalam penelitian a tanah yang diambil dari Desa Pekunce Purwokerto Utara sebanyak 2 m 3 , dan bahan stabilisasi. Pengujian dilakukan variasi diameter kolom kapur yaitu diamete dan 15 cm. Dari masing-masing variasi d diambil 3 sampel untuk pengujian konso diambil pada jarak 10 cm, 20 cm, dan 3 terluar kolom kapur.
C. Tahapan Metode yang digunakan dalam penel
metode eksperimen di laboratorium dilakukan di Laboratorium Mekanika T Teknik Sipil, Fakultas Sains dan Tekn Jenderal Soedirman. Secara umum, pe menjadi dua tahap pengujian sebagai beri
1) Pengujian Pendahuluan
Pengujian sampel tanah yang telah diam dikeringkan dengan menggunakan oven s agar kadar air sampel ���������������� kering, kemudian disaring dengan saringa = 4.75 mm). Hal ini dimaksudkan agar sesuai dengan tanah yang digunakan da standard proctor. Sebelum dimasukkan pengujian, tanah dicampur dengan air, s air tanah sama dengan kadar air o dihasilkan dari pengujian standard proctor
s 2011
niversitas Jenderal dari Desa Pekuncen nyumas. Identifikasi sondir yang telah dimana nilai tahanan i kedalaman 2,5 m ng diambil adalah 2 k, yang terbuat dari 100 cm, lebar 40 cm ah kotak pengujian dan ditutup untuk lebih jelas, desain Gambar 3. litian adalah sampel kuncen, Kecamatan
, dan kapur sebagai akukan terhadap 3 diameter 5 cm, 10 cm,
ariasi diameter, akan konsolidasi. Sampel dan 30 cm dari sisi penelitian ini adalah torium. Percobaan nika Tanah Jurusan Teknik, Universitas m, penelitian dibagi ai berikut ini.
lah diambil dari lokasi, oven selama 24 jam,
��������������������� saringan nomor 4 (D agar kondisi tanah kan dalam pengujian ukkan pada tempat air, sehingga kadar air optimum yang proctor. Penambahan
air pada sampel tanah Persamaaan 3. tnh W w V . � � .. .......................... dengan, Vw : Volume air yang akan (cm 3 ), � : kadar air optimum hasi (%), W tnth : Berat tanah yang akan pengujian, (kg).

## 2) Pengujian Utama
Sampel tanah yang telah dalam tempat pengujian. Se pinggir kotak pengujian dipasa yang berbentuk setengah ling menyesuaikan dengan diamete diuji. Pemasukkan tanah ke dilakukan secara berlapis. Set cm setelah dipadatkan penumbuk standard proctor seb Pemasukkan sampel diteruskan mencapai 30 cm padat. H menyamakan perilaku pemad diameter kolom kapur. Setelah pemadatan sampel selanjutnya adalah membuat k mengangkat cetakan, kemudia dalam lubang yang telah dibu tanah didiamkan selama 24 j terjadi proses pengikatan ion C Setelah 24 jam, tahap selan penjenuhan terhadap sampel ta dilakukan dengan cara mem tempat pengujian hingga keluarnya air dalam kond dimaksudkan agar kapur dapat tanah. Proses penjenuhan di dengan petimbangan kapur signifikan, hanya sampai hari ke Sampel tanah yang te hari, selanjutnya dibiarkan s tempat keluarnya air dibuka berkurang. Hal ini dilakukan a lunak, sehingga mudah dib pengujian konsolidasi.
Setelah 24 jam, diamb jarak 10 cm, 20 cm, dan 30 cm kolom kapur, untuk dilakukan Pengujian kosolidasi dilakukan indeks pemampatan tanah.
Proses pengujian utama variasi diameter yaitu 5 cm Pengujian konsolidasi juga d
anah dapat dihitung dengan
............................................. (3)
akan ditambahkan pada tanah,
m hasil pengujian standard proctor,
g akan dimasukkan dalam tempat telah disiapkan dimasukkan n. Sebelumnya, pada bagian dipasang cetakan kolom kapur ah lingkaran, dengan diameter iameter kolom kapur yang akan ah ke dalam kotak pengujian is. Setiap lapis memiliki tebal 5 tkan dengan menggunakan tor sebanyak 75 kali tumbukan. eruskan hingga ketinggian tanah dat. Hal ini dilakukan untuk pemadatan tanah pada semua sampel tanah selesai, langkah buat kolom kapur dengan cara mudian memasukkan kapur ke h dibuat. Setelah dimasukkan, a 24 jam dengan tujuan agar ion Ca2+ dengan tanah.
p selanjutnya dilakukan proses mpel tanah. Proses penjenuhan memasukkan air ke dalam gga penuh, lubang tempat kondisi tertutup. Hal ini r dapat cepat meresap ke dalam han dilakukan selama 6 hari, kapur memberikan efek yang i hari ke 6. ang telah dijenuhkan selama 6 kan selama 24 jam. Lubang ibuka agar kadar air sampel ukan agar sampel tidak terlalu h dibentuk untuk dilakukan
diambil tiga sampel tanah pada 30 cm dari sisi terluar diameter lakukan pengujian konsolidasi. lakukan untuk mengetahui nilai
tama dilakukan untuk ketiga 5 cm, 10 cm, dan 15 cm. juga dilakukan terhadap satu

## Arwan Apriyono, Sumiyanto
Pengaruh Variasi Jarak Kolom Kapur dalam Stabilisasi Tanah Lempung Lunak Pada Tinjauan Nilai Indek Pemampatan Tanah : 31 - 35
sampel tanah sebelum proses stabilisasi dimulai pada salah satu diameter saja. Sehingga akan dilakukan sepuluh kali pengujian konsolidasi, yang akan menghasilkan sepuluh nilai indeks pemampatan untuk dibandingkan.

## 3) Analisis Hasil
Analisis hasil dilakukan dengan membandingkan nilai indeks pemampatan tanah pada kondisi tanpa kolom kapur dengan nilai indeks pemampatan tanah pada kondisi setelah distabilisasi dengan kolom kapur. Hasil analisis disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara jarak pengambilan sampel dan nilai indeks pemampatan untuk masing-masing diameter. Prosentase perubahan nilai indeks pemampatan untuk setiap kenaikan jarak pengambilan sampel dapat diketahui dari hasil analisis ini, sehingga akan dapat diketahui nilai jarak kolom kapur efektif.

## H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Hasil Uji Pendahuluan
Dari pengujian pendahuluan terhadap sampel tanah diperoleh nilai specific gravity tanah sebesar 2,67. Sedangkan berdasarkan pengujian analisis butiran dan uji batas konsistensi tanah, dapat disimpulkan bahwa sampel tanah diklasifikasikan ke dalam tanah lempung inorganik berdasarkan sistem klasifikasi USCS.
Pengujian standard proctor menghasilkan nilai kadar air optimum tanah sebesar 40 %, dengan � d maksimum 1,15 gram/cm 3 . Secara lebih jelas, grafik hasil pengujian standard proctor dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Grafik hubungan � - � d .
B. Hasil Uji Utama Pengujian utama dilakukan untuk mengetahui nilai Cc tanah, setelah dilakukan stabilisasi dengan menggunakan kolom kapur. Dari ketiga variasi jarak pengambilan sampel untuk tiga variasi diameter yang berbeda akan diperoleh sembilan nilai Cc. Nilai Cc tanah, tanpa stabilisasi kolom kapur juga dicari, untuk digunakan sebagai pembanding. Jenis pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan nilai Cc adalah pengujian konsolidasi. Hasil pengujian konsolidasi, disajikan dalam
bentuk grafik hubungan antara nilai beban dalam skala logaritma (log P) dan nilai angka pori (e). Nilai Cc merupakan kemiringan dari bagian lurus kurva e-log P. Gambar 5 merupakan contoh hasil pengujian konsolidasi untuk diameter kolom kapur 5 cm pada jarak pengambilan sampel 10 cm dari titik terluar kolom kapur.

## Gambar 5 Contoh hasil pengujian konsolidasi.
Perbanding nilai Cc untuk semua nilai jarak pengambilan sampel pada masing-masing nilai diameter kolom kapur, dapat disajikan dalam bentuk grafik dan dapat dilihat pada Gambar 6.

## Gambar 6 Grafik hubungan variasi kolom kapur–Cc.
Dari Gambar 6, dapat dilihat bahwa kolom kapur dapat menurunkan Cc tanah. Semakin kecil jarak pengambilan sampel, nilai Cc menjadi semakin kecil pula. Apabila dibandingkan dengan nilai Cc tanpa stabilisasi kolom kapur, maka selisih nilai Cc untuk jarak pengambilan sampel 30 cm adalah 0.0487/17,28% (rerata dari ketiga diameter). Adapun untuk jarak pengambilan sampel 20 cm dan 10 cm secara berurutan adalah 0.1269/44.97% dan 0,1474/52,24%.
Nilai Cc mengalami penurunan yang signifikan pada jarak pengambilan sampel 20 cm (44,97 %). Dapat dilihat juga, gradien penurunan sudah mulai berkurang pada jarak pengambilan sampel 10 cm. Jarak pengambilan sampel mencapai nilai optimal pada kisaran angka 20 cm dan jarak antar kolom kapur yang efektif berada pada kisaran jarak 20 cm.

## K ESIMPULAN DAN S ARAN

## A. Kesimpulan
Dari hasil analisis dan pembahasan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut ini.
1) Penggunaan kolom kapur dapat menurunkan nilai Cc ada tanah lunak secara signifikan.
2) Semakin kecil jarak pengambilan sampel, nilai Cc akan menjadi semakin kecil pula.
3) Jarak antar kolom kapur yang efisien berdasarkan penelitian berada pada kisaran angka 20 cm.
B. Saran Saran yang dapat diberikan penulis untuk keberlanjutan penelitian ini adalah sebagai berikut.
1) Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan semakin memperkecil beda jarak pengambilan sampel, sehingga akan semakin memperjelas nilai jarak antar kolom kapur yang paling efektif.
2) Perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh kolom kapur terhadap kecepatan penurunan konsolidasi.

## D AFTAR P USTAKA
Apriyono A, Sumiyanto, Adhe Noor PSH 2008, Studi Pengaruh Stabilsasi Tanah Lempung Lunak Menggunakan Kolom Kapur Terhadap Parameter Kecepatan Penurunan Tanah, Jurnal Dinamika Rekayasa, Vol 4 No 1, pp. 1-5. Bowles J.E, 1989, Foundation and Analysis Design, Civil Engineering of Bradley University, Mc Graw Hill Company, New York Chan C.M & Ibrahim K.A, 2008, Ground Improvement with Cement- Rubberschip Stabilization, International Workshop on Geotechnic of Soft Soil, Glasgow, Scotland, 3-5 September 2008. Chan C.M & Ibrahim K.A, 2008, Using soft clay modified with cement- agricultural wastes as road construction materials, International Conference on Transportation Geotechnic, Nottingham, UK, 25-27 Agustus 2008. Coduto, 1994, Foundation Design Principle and Practices, Prentice Hall, New Jersey. DAS B.M., 1994, Principle of Foundation Engineering, PWS-KENT
Publishing Company, Boston
Hardiyatmo H.C, 2007, Mekanika Tanah 2 Edisi Ke 4, Gadjah Mada University Press: Yogyakarta. Hassan M.M & Ravaska O, 2008, Strength and Permeability Characteristics of Cement Stabilized Soft Finnish Clay, International Workshop on Geotechnic of Soft Soil, Glasgow,
Scotland, 3-5 September 2008.
Maszano, 2008, Influence of Curing Temperature on The Strength of Cement Stabilized artificial clay, International Workshop on Geotechnic of Soft Soil, Glasgow, Scotland, 3-5 September 2008.