 Jurusan Teknik Sipil Itenas  No. 4  Vol. 5 Jurnal Online Institut Teknologi Nasional

## Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil
Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat
BAYU ARIFIANTO, BENNY MOESTOFA
Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Email: bay.arifianto@gmail.com

## ABSTRAK
Tanah  lempung  lunak  adalah  salah  satu  jenis  tanah  dasar  yang  sering menyebabkan masalah dalam berbagai jenis konstruksi karena daya dukungnya rendah dan kepekaan terhadap perubahan kadar air cukup tinggi. Oleh karena itu, perlu  dilakukan  perbaikan  tanah  dasar  menggunakan  bahan  kimia  Terra  Firma untuk  meningkatkan  daya  dukung  tanah  dasarnya.  Penelitian  ini  dilaksanakan dengan  pengambilan  sampel  dari  Proyek  Summarecon  di  Gedebage,  Kota Bandung, termasuk pengujian skala laboratorium, untuk menentukan sifat fisik dan mekanik  tanah  lempung  lunak.  Uji  skala  laboratorium  telah  dilaksanakan  pada berbagai variasi campuran tanah dengan komposisi Terra Firma 3%, 6%, dan 9%. Berdasarkan hasil uji laboratorium diperoleh nilai CBR tanah dasar sebesar 2,7% dan UCS 2,02 kg/cm², sedangkan hasil pengujian menunjukkan bahwa campuran Terra Firma yang paling efektif adalah 6% dengan waktu pemeraman selama 21 hari, dimana nilai CBR yang diperoleh sebesar 37,28% dan UCS 9,66 kg/cm². Oleh karena  itu  dapat  disimpulkan  bahwa  penggunaan  stabilisasi  kimia  Terra  Firma dapat meningkatkan daya dukung tanah lempung lunak hingga 14 kali.
Kata kunci : tanah lempung lunak, daya dukung, stabilisasi kimia, Terra Firma.

## ABSTRACT
Soft clay soil is one of the basic types of soil that often causes problems in any kinds of construction due to its low bearing capacity and high sensitivity to changes in moisture content. Therefore, the soil needs to be repaired by applying Terra Firma  chemicals  to  increase  the  bearing  capacity  of  the  soil.  This  research  is conducted by taking soil samples from the Summarecon Gedebage Project area, Bandung  City,  and  was  conducted  laboratory  scale  testing,  to  determine  the physical and mechanical properties of soft clay soil. The laboratory scale test was conducted with various variations of ground mixture with Terra Firma 3%, 6%, and 9%. Based on laboratory test results it is found that the base soil CBR value is 2.7% and UCS 2.02 kg/cm², while the applied Terra Firma chemicals comparison result shows that the 6% mixture is the most effective with 21 days curing time, CBR value of 37.28% and UCS 9.66 kg/cm². Therefore it can be concluded that the use of Terra Firma chemicals can increase the bearing capacity of soft clay soil up to 14 times.
Keywords: soft clay soil, bearing capacity, chemical stabilization, Terra Firma.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  berkembang,  secara  umum  menurut World  Economic  Forum (WEF)  tahun  2017,  saat  ini  negara  berkembang  menunjukkan  peningkatan  pembangunan, pemerataan dan keadilan bagi masyarakat diseluruh wilayah Indonesia, salah satu upaya yang sedang dilakukan oleh pemerintah Kota Bandung adalah pengembangan kawasan Gedebage, yaitu  dengan  adanya  proyek  pembangunan  Summarecon  Gedebage,  di  wilayah  Bandung Timur,  Kota  Bandung,  Provinsi  Jawa  Barat.  Dengan  adanya  pengembangan  wilayah  dan pembangunan konstruksi di daerah tersebut,  maka akan bertambahnya jaringan jalan atau meningkatkan  jaringan  jalan  yang  sudah  ada,  baik  kelas  jalan  maupun  kapasitasnya  untuk mengatasi tingkat kepadatan lalu lintas yang akan terjadi dan melancarkan konektivitas jalan dalam  rangka  terwujudnya  pengembangan  dan  pembangunan  di  wilayah  tersebut.  Secara garis  besar  setiap  pembangunan  konstruksi  jalan  senantiasa  melewati  tanah  dasar  dengan daya  dukung  rendah  seperti  dijumpai  pada  studi  kasus  yang  terjadi  di  Gedebage,  dengan tanah dasar berupa tanah lempung lunak. Oleh karena itu diperlukan perbaikan tanah dasar dengan  cara  distabilisasi  kimia  dengan  Terra  Firma,  untuk  meningkatkan  kapasitas  daya dukung konstruksi jalan pada Kawasan tersebut. Lokasi penelitian dalam Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar 1. Daerah penelitian di Proyek Summarecon Gedebage (Sumber: Summarecon, 2015)

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Umum
Tanah dalam pandangan Teknik Sipil adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan- endapan yang relative lepas ( loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo, 2002).  Tanah  didefinisikan  sebagai  material  yang  terdiri  dari  agregat  (butiran)  padat  yang tersementasi satu sama lain dan dari bahan-bahan organik hasil pelapukan batuan dasar terdiri dari, udara, air dan butir, yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1995).

## Lokasi
Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat

## 2.2 Kondisi Geologi Regional
Berdasarkan  Peta  Geologi  Regional  Lembar  Bandung,  Jawa  Barat,  skala  1  :  100.000  oleh Silitonga (2003), menunjukan bahwa kondisi tanah yang ada didaerah Gedebage, khususnya di proyek Summarecon Gedebage, merupakan tanah hasil endapan danau dengan kedalaman (0–125 m), berupa lempung lunak (Ql). Peta Geologi Regional Lembar Bandung, Jawa Barat dapat dilihat pada Gambar 2 .
Gambar 2. Peta regional lembar Jawa Barat skala 1 : 100.000
(Sumber: Silitonga P.H, 2003)

## 2.3 Tanah Lunak
Tanah lunak dalam konstruksi seringkali menimbulkan permasalahan, baik stabilitas maupun penurunan, akibat  rendahnya daya dukung. Daya dukung yang rendah dapat menyebabkan kerugian,  baik  dari  sisi  biaya  konstruksi  yang  semakin  mahal,  serta  kemungkinan  besar gangguan stabilitas konstruksi di atasnya. Untuk menanggulangi permasalahan tersebut, maka diperlukan pekerjaan perbaikan tanah dengan stabilisasi kimia.

## 2.4 Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu guna memperbaiki sifat- sifat teknis, tepatnya meningkatkan daya dukung, memperkecil kompressibilitas, serta untuk mencegah  terjadinya  potensi  pengembangan  dan  kepekaan  terhadap  perubahan  kadar  air akibat  tingginya  sensitivitas  tanah.  Proses  perbaikan  tanah  dapat  dilakukan  dengan  cara penanganan  antara  lain  seperti  pemadatan  ataupun  dengan  pencampuran  tanah menggunakan  semen,  kapur,  abu  terbang,  injeksi  semen  ( grouting),  dan  stabilisasi  kimia dengan Terra Firma.

## 2.5 Terra Firma
Terra  Firma  adalah  bahan  kimia  berupa  serbuk  yang  digunakan  untuk  stabilisasi  tanah, berwarna coklat dan terdiri dari senyawa berbasis resin polimer semen, yang dicampur dengan serat. Terra Firma dapat mengikat dengan cepat dan memperkuat tanah yang ada, dengan memberikan fleksibilitas yang cukup pada tanah dasar, sehingga jalan tidak mengalami retak. Proses kimia yang terjadi pada saat pencampuran seperti sementasi, hidrasi, pertukaran ion, oksidasi, polimerisasi presipitasi, flokulasi dan karbonasi dan lain-lain. (sumber: CRRI, New Delhi. Report on Evaluation of “Terra Firma” as Stabiliser for Road Pavement Layers, 2016).
Lokasi Penelitian

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Bagan Alir Metodologi Penelitian
Untuk memberikan gambaran yang jelas tentang tahapan kegiatan penelitian yang dilakukan, maka dapat dilihat bagan alir penelitian pada Gambar 3 di bawah ini.
Tinjauan Pustaka
 Pengumpulan Sampel  Uji Skala Laboratorium  Parameter Tanah Dasar
Tanpa Terra Firma Mulai
Memenuhi Syarat? Analisis dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Selesai Tidak Ya Dengan Terra Firma Persiapan Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak
 Allowable  Bearing  Capacity  Tanah  Asli tanpa  Terra  Firma  Dilihat dari  Hasil  Uji CBR dan UCS  Ultimate  Bearing  Capacity  Tanah  Asli dengan Terra Firma Dilihat dari Hasil Uji CBR dan UCS
Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil Uji Laboratorium
Sampel tanah yang akan diuji berupa tanah lempung abu-abu dari lokasi Proyek Summarecon Gedebage,  Bandung,  telah  diuji  sifat  fisik  dan  sifat  mekaniknya,  berikut  hasil  pengujian laboratorium ditunjukkan pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hasil Pengujian Laboratorium Tanah Asli dan Tanah telah Distabilisasi
No. Pengujian Parameter Pengujian Tanah Asli Tanah + 3% Terra Firma Tanah + 6% Terra Firma Tanah + 9% Terra Firma 1.  Specific Gravity ( 𝐺𝑠 ) 2,63 2,59 2,58 2,58 2.  Batas Cair ( Liquid Limit) ( 𝐿𝐿 ) [%] 89 88 85 83 3. Batas  Plastis  ( Plasticity  Limit)  ( 𝑃𝐿 ) [%] 35 42 41 41 4. Indeks Plastisitas ( Plasticity Indeks) ( 𝑃𝐼 ) [%] 54 46 44 42 5. Batas  Susut  ( Shrinkage  Limit)  ( 𝑆𝐿 ) [%] 16 22 31 40 6.  Berat volume kering maksimum ( 𝛾 𝑑 maks) [gr/cm³] 1,23 1,155 1,140 1,085 7.  Kadar air optimum ( 𝜔 opt) [%] 37,50 36,80 36,50 35,90 8. Swelling [%] 7 hari 2,65 0,32 0,20 0,24 14 hari 2,65 0,24 0,20 0,20 21 hari 2,65 0,24 0,16 0,16 9.  Fraksi lolos saringan no. 200 [%] 94,50 93,98 68,46 50,56 10.  CBR [%] 7 hari 2,70 17,07 31,39 24,13 14 hari 2,70 19,03 36,30 25,51 21 hari 2,70 22,37 37,28 26,49 11.  UCS [kg/cm²] 7 hari 1,92 2,20 5,99 5,75 2,02 2,18 5,51 6,06 14 hari 1,92 3,06 6,67 6,60 2,02 3,20 6,46 6,87 21 hari 1,92 4,22 9,66 8,23 2,02 4,69 9,32 8,71 12.  Fraksi lempung (<0,002 mm) [%] 50,00 45,00 26,00 20,00 13.  Aktivitas 1,08 1,03 1,69 2,08
Dari data yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium menunjukkan beberapa kenaikan dan penurunan disetiap jenis pengujian yang dilakukan, kenaikan dan penurunan yang terjadi ini  akibat  pengaruh  dari  bahan  stabilisasi  yang  digunakan,  dimana  Terra  Firma  itu  sendiri merupakan  bahan  kimia  berupa  serbuk yang  terdiri  dari  resin  polimer semen  dan  terdapat serat-serat. Untuk mengetahui kekuatan tanah yang belum distabilisasi dan tanah yang sudah distabilisasi, maka dilakukan pengujian CBR ( California Bearing Ratio) dan UCS (Unconfined Compression Strength). Pengujian CBR dilakukan dengan masa pemeraman selama 7 hari, 14 hari dan 21 hari serta direndam 4 hari  ( soaked), dimana pada kondisi ini adalah bertujuan untuk  mengetahui  daya  dukung  tanah  pada  saat  tanah  dalam  kondisi  yang  paling  buruk, sedangkan  pengujian  UCS  dilakukan  dengan  masa  pemeraman  7  hari,  14 hari  dan  21  hari tanpa perendaman .

## 4.2 Pembahasan
Penelitian ini akan membahas karakteristik dan daya dukung tanah setelah distabilisasi berupa sifat fisik dan sifat mekanik tanah. Sifat fisik meliputi pengujian specific gravity, batas-batas konsistensi (Atteberg Limit), berat volume kering maksimum, kadar air optimum dan analisis gradasi butiran. Sifat mekanik berupa CBR soaked, pengembangan (swelling), dan UCS.
4.2.1 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap Batas-Batas Konsistensi Tanah
Nilai batas-batas konsistensi juga mengalami perubahan seiring penambahan variasi bahan stabilisasi, hasil perubahan dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Pengaruh bahan stabiliasi terhadap batas-batas konsistensi tanah

## 4.2.2 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap Karakteristik Tanah
Pengaruh bahan stabiliasi terhadap karakteristik tanah asli dan tanah setelah distabiliasi, dapat dilihat dari klasifikasi menurut AASHTO dan USCS, seperti berikut ini:

## a. Karakteristik Tanah Berdasarkan Klasifikasi AASHTO
Berdasarkan hasil uji skala laboratorium, akan diperoleh karakteristik tanah asli dan tanah setelah distabilisasi berdasarkan klasifikasi AASHTO, seperti pada Gambar 5 .
Gambar 5. Grafik karakteristik tanah berdasarkan klasifikasi AASHTO
Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO
Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat

## b. Karakteristik Tanah Berdasarkan Klasifikasi USCS
Berdasarkan hasil uji skala laboratorium, akan diperoleh karakteristik tanah asli dan tanah setelah distabilisasi berdasarkan klasifikasi USCS, seperti pada Gambar 6 .
Gambar 6. Grafik karakteristik tanah berdasarkan klasifikasi USCS

## 4.2.3 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap Specific Gravity Tanah
Nilai specific gravity mengalami perubahan terhadap penambahan bahan stabilisasi. Nilai dari tiap kadar stabilisasi dapat dilihat pada Gambar 7 berikut.

## Gambar 7. Spesific gravity tanah asli dan tanah stabilisasi

## 4.2.4 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap Nilai Aktivitas Tanah
Nilai  aktivitas  tanah  dapat  diketahui  berdasarkan  hasil  uji  batas-batas  konsistensi  dan  uji distribusi  ukuran  butir.  Hasil  yang  didapat  selanjutnya  diplot  kedalam  grafik  potensi pengembangan menurut Seed et al. (1962), seperti yang terlihat dalam Gambar 8 .
Diagram Plastisitas (ASTM, Casagrande)
Gambar 8. Diagram klasifikasi potensi pengembangan tanah yang distabilisasi (Sumber: Seed et al., 1962 dalam Hardiyatmo, 2002 Hal. 122)

## 4.2.5 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap Pengembangan ( Swelling) Tanah
Tanah  yang  distabilisasi  menggunakan  Terra  Firma  akan  mengalami  proses  pengikatan sewaktu  proses  pemeraman,  proses  tersebut  mengubah  tingkat  kekerasan  dan  kepadatan tanah. Semakin lama waktu yang dibutuhkan maka kekuatan  tanah akan lebih tinggi serta tanah akan lebih padat, sehingga nilai swelling yang didapatkan akan lebih kecil. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 9 berikut.
Gambar 9. Nilai pengembangan ( swelling) tanah asli dan tanah stabilisasi
4.2.6 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap CBR Tanah Nilai daya dukung tanah dapat ditinjau salah satunya dari pengujian California Bearing Ratio (CBR).  Pengujian  ini  menggunakan  jenis  pengujian  CBR soaked  dengan  variasi  waktu pemeraman 7 hari, 14 hari, dan 21 hari, dengan perendaman benda uji selama 4 hari. Hasil pengujian CBR dapat dilihat pada Gambar 10 berikut.
Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat

## Gambar 10. CBR tanah asli dan tanah yang telah distabilisasi

## 4.2.7 Pengaruh Bahan Stabilisasi Terhadap UCS Tanah
Pengujian Unconfined  Compression  Strength  (UCS)  pada  penelitian  ini  dilakukan  untuk mengetahui besarnya kekuatan geser tanah terhadap pembebanan langsung yang diberikan pada sampel tanah. Penelitian ini menggunakan variasi pemeraman selama 7 hari, 14 hari, dan 21 hari. Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 11 berikut.

## Gambar 11. UCS tanah asli dan tanah yang telah distabilisasi
Selain  untuk  mengetahui  daya  dukung  dari  tanah  asli  dan  tanah  setelah  distabiliasi,  nilai tegangan dan regangan dari pengujian UCS juga dapat menentukan karakteristik dari tanah asli dan tanah setelah distabiliasi. Batasan karakteristik tanah dan hasil plot data tegangan- regangan dari pengujian UCS ditampilkan pada Gambar 12 berikut.
Grafik Pengaruh Terra Firma Terhadap Nilai CBR
Grafik Pengaruh Terra Firma Terhadap Nilai UCS

## Gambar 12. Grafik karakteristik tanah dari nilai UCS (tegangan-regangan)

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  dan  pembahasan,  maka  dapat  dibuat  perihal  kesimpulan  yang  dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Tanah lempung lunak pada lokasi penelitian, menurut klasifikasi AASHTO termasuk dalam kategori A-7-5 untuk tanah asli dan setelah distabilisasi, merupakan tipe material yang paling dominan tanah lempung dengan penilaian sebagai bahan tanah dasar baik sampai buruk.  Sedangkan  menurut  klasifikasi  USCS,  tanah  asli  merupakan  lempung  anorganik dengan plastisitas tinggi Clay High Plasticity (CH) dimana ( 𝐿𝐿 > 50), sedangkan tanah yang sudah distabilisasi merupakan lempung organik dengan plastisitas tinggi OH dimana ( 𝐿𝐿 > 50).
2. Sifat  fisik  yang  dilakukan  terhadap  tanah  asli  dan  tanah  yang  sudah  distabilisasi mengalami penurunan. Sedangkan sifat mekanik mengalami peningkatan.
UCS Tanah Asli UCS Tanah Asli + 3% Terra Firma
UCS Tanah Asli + 6% Terra Firma
UCS Tanah Asli + 9% Terra Firma
Evaluasi Daya Dukung Tanah Lunak Hasil Stabilisasi Kimia dengan Terra Firma di Daerah Gedebage, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat
3. Hasil klasifikasi tanah menurut  AASHTO dan USCS menunjukkan bahwa tanah asli dan tanah yang telah distabilisasi merupakan tanah yang memiliki sifat plastisitas tinggi, akan tetapi dari grafik aktivitas dan hasil uji pengembangan menunjukkan penurunan potensi pengembangan.
4. Penggunaan  bahan  kimia  Terra  Firma  yang  efektif  dalam  meningkatkan  daya  dukung tanah dilihat dari hasil uji CBR dan UCS, ada pada campuran tanah asli + 6% Terra Firma, dengan waktu pemeraman 21 hari.

## DAFTAR RUJUKAN
CRRI. (2016). Evaluation of "Terra Firma" as Stabiliser for Road Pavement Layers. New Delhi: CSIR-Central Road Research Institue.
Das,  B.  M.  (1995). Mekanika  Tanah  (Prinsip-Prinsip  Rekayasa  Geoteknik)  Jilid  1.  Jakarta: Erlangga.
Hardiyatmo, H. (2002). Mekanika Tanah I. 5 th Ed. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Seed et al. (1962). Prediction of Swelling Potential for Compacted Clays. Journal of The Soil Mechanics and Foundations Division, 88(3), 53-88.
Silitonga,  P.  H.  (2016,  Oktober  12). Geologi  Indonesia.  Dipetik  Agustus  20,  2018,  dari Pemetaan Pusat Survei Geologi: https://psg.bgl.esdm.go.id/geomap/ Summarecon. (2015). Laporan Penyelidikan Tanah. Bandung: Summarecon Bandung.