## PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU DAN SERBUK BATU BATA BERDASARKAN UJI KONSOLIDASI DAN WAKTU PENURUNAN TANAH LEMPUNG

## THE EFFECT OF ADDITION OF WOOD POWDER AND BRICK POWDER BASED ON CONSOLIDATION TEST AND SETTLEMENT TIME OF CLAY
Ranggaski Yoan Vianus 1 , Mohammad Ikhwan Yani 2 , Fatma Sarie 3
1Mahasiswa, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Palangka Raya
2,3Dosen, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Palangka Raya
*Korespondensi: yvranggaski@gmail.com

## ABSTRAK
Limbah industri kayu dan batu bata di Kalimantan Tengah sebagian besar tidak  digunakan. Tujuan penelitian bertujuan adalah menganalisis sifat fisik dan mekanik tanah lempung di daerah Tumbang Rungan Kota Palangka Raya  Kalimatan  Tengah  dan  pengaruh  penambahan  abu  serbuk  kayu  dan  serbuk  batu  bata  berdasarkan  uji konsolidasi  dan  waktu  penurunan  tanah  lempung  dengan  metode  konsolidasi  satu  dimensi  Terzaghi  dengan penambahan bahan campuran variasi 2,5%, 5% dan 7,5%. Pengujian yang dilakukan yaitu untuk mendapatkan nilai penurunan konsolidasi (Sc) dan nilai koefisien konsolidasi (Cv). Hasil dari penelitian menggunakan bahan campuran abu serbuk kayu dan serbuk batu bata diperoleh perubahan nilai Sc dan Cv terhadap tanah asli. Pada tanah asli memiliki nilai Sc (e) = 0,291 cm dan Cv (t50) = 0,01913205 cm²/det, Cv (t90) = 0,031062161 cm²/det dan pada penambahan bahan campuran variasi 5% mengalami penurunan nilai Sc (e) = 0,203 cm dan Cv (t50) =  0,00722173  cm²/det,  Cv  (t90)  =  0,011679143  cm²/det.  Variasi  campuran  yang  efektif  untuk  penambahan bahan campuran ke tanah lempung adalah variasi 5%.
Kata  Kunci: Abu  Serbuk  Kayu,  Konsolidasi,  Serbuk  Batu  Bata,  Tanah  Lempung, Waktu Penurunan

## ABSTRACT
The waste from the wood and brick industry in Central Kalimantan is largely unused. The research objective aims to analyze the physical and mechanical properties of clay soil in the Tumbang Rungan area of  Palangka Raya City, Central Kalimantan and the effect of adding sawdust ash and brick powder based on the consolidation test and the time of subsidence of the clay soil using the Terzaghi one-dimensional consolidation method with the addition of a mixture of 2 variations 2,5%, 5% and 7,5%. Tests conducted are to obtain the consolidation reduction value (Sc) and the consolidation coefficient value (Cv). The results of the study using a mixture of sawdust ash and brick powder obtained changes in the Sc and Cv values  of the original soil. The original soil has  a  value  of  Sc  (e)  =  0.291  cm  and  Cv  (t50)  =  0.01913205  cm²/s,  Cv  (t90)  =  0.031062161  cm²/s  and  the addition of a mixture of 5% variation of material has decreased the value of Sc (e) = 0.203 cm and Cv (t50) = 0.00722173 cm²/s, Cv (t90) = 0.011679143 cm²/s. The effective mixture variation for adding mixed material to clay is a variation of 5%.
Keywords: Sawdust Ash, Consolidation, Brick Powder, Clay Soil, Settlement Time

## MEDIA ILMIAH TEKNIK SIPIL
Volume 9 Nomor 2 Juni 2021 Hal. 124-128

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Tanah adalah suatu material yang terdiri dari partikel  tanah  padat,  air  dan  udara.  Konsolidasi adalah proses pengecilan volume pada tanah jenuh sempurna  dengan  permeabilitas  rendah  akibat pengaliran sebagian air pori. Pemberian beban pada tanah akan mengakibatkan meningkatnya tegangan yang  bekerja  pada  tanah  tersebut.  Hal  ini  akan mengakibatkan berkurangnya volume tanah sehingga  menyebabkan  terjadinya  penurunan konsolidasi.  Teori  konsolidasi  satu  dimensi Terzaghi digunakan untuk memprediksi penurunan serta waktu konsolidasi.
Di  Kalimantan  Tengah  terdapat  banyak tempat  pembuatan  batu  bata  dan  industri  kayu. Penambahan bahan campuran abu serbuk kayu dan serbuk  batu  bata  bertujuan  untuk  memanfaatkan kembali  hasil  limbah  dari  industri  tersebut.  Pada pengujian konsolidasi ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan bahan campuran  abu  serbuk  kayu  dan  serbuk  batu  bata dengan metode konsolidasi satu dimensi Terzaghi.

## Rumusan  Masalah
1. Bagaimana  sifat  fisik  dan  mekanik  tanah lempung  yang  berada  di  daerah  Kelurahan Tumbang  Rungan,  Kota  Palangka  Raya, Kalimantan Tengah?
2. Bagaimana pengaruh
penambahan penggunaan abu serbuk kayu dan serbuk batu bata  berdasarkan  uji  konsolidasi  dan  waktu penurunan tanah lempung?

## Tujuan Penelitian
1. Menganalisis  sifat  fisik  dan  mekanik  tanah lempung  di  daerah  Kelurahan  Tumbang Rungan,  Kota  Palangka  Raya,  Kalimantan Tengah.
2. Menganalisis  pengaruh  penambahan  abu serbuk kayu dan serbuk batu bata berdasarkan uji  konsolidasi  dan  waktu  penurunan  tanah lempung.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Tanah Lempung
Tanah Lempung
mempunyai sifat permeabilitas  sangat  rendah  dan  bersifat  plastis
pada  kadar  air  sedang.  Tanah  lempung  memiliki ukuran partikel yang lebih kecil atau sama dengan 0,002 mm. Tanah lempung dengan ukuran mikronis sampai  dengan  submikrokonis  ini  terbentuk  dari pelapukan unsur-unsur kimiawi (Bowles, 1991).

## Abu Serbuk Kayu
Serbuk  kayu  didapatkan  dari  limbah  gergaji yang berada di jalan Temanggung Tilung XXI kota Palangka  Raya.  Abu  Serbuk  kayu  didapatkan  dari hasil  pembakaran  limbah  serbuk  kayu.  Setelah melalui  proses  pembakaran  abu  tersebut  disaring pada saringan no.200 agar memperoleh ukuran butir halus.

## Serbuk Batu Bata
Batu bata terbuat dari tanah liat dan dicampur dengan  air,  diaduk  hingga  merata  lalu  dicetak  dan setelah kering dibakar ke tungku pembakaran batu bata. Serbuk batu bata didapatkan dari limbah batu bata yang berada di kota Palangka Raya. Batu bata ditumbuk agar menjadi halus dan setelah ditumbuk serbuk batu bata disaring menggunakan no.40 agar memperoleh ukuran halus.

## Konsolidasi
Konsolidasi  adalah  suatu  proses  pengecilan volume  secara  perlahan-lahan  pada  tanah  jenuh sempurna  dengan  permeabilitas  rendah  akibat pengaliran sebagian air pori (Craig, 1989).
Akibat  adanya  beban  yang  bekerja  ditinjau dari lapisan tanah lempung jenuh dengan tebal awal H,  lapisan  tanah  menerima  tambahan  tegangan vertikal  sebesar  Δp  dan  terdapat  hubungan perubahan volume angka pori (e), maka penurunan konsolidasi  primer  total  Sc.  Persamaan  untuk penurunan konsolidasi primer total Sc yaitu:
𝑆𝑐 = 𝑒₀ − 𝑒₁ 1 + 𝑒₀ 𝐻
Dimana:
Sc = penurunan konsolidasi (cm) H = Tebal lapisan tanah (cm) e0 = angka pori sebelum e1 = angka pori sesudah
Koefisien  konsolidasi  (Cv)  menentukan kecepatan  waktu  terjadinya  konsolidasi.  Untuk mendapatkan  nilai  Cv  digunakan  metode  logaritma waktu  dan  metode  akar  waktu.  Persamaan  untuk metode  logaritma  waktu  dan  metode  akar  waktu
(1)
yaitu:
𝐶𝑣 = 0,197𝐻𝑑ᵣ² 𝑡₅₀ 𝐶𝑣 = 0,848𝐻𝑑ᵣ² 𝑡₉₀ Dimana:
Cv   = koefisien konsolidasi (cm 2 /dtk)
Hdr = panjang aliran rata-rata yang harus ditempuh oleh air pori selama konsolidasi

## METODE PENELITIAN

## Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah Asli
1. Pemeriksaan Kadar Air.
2. Pemeriksaan Berat Isi.
3. Pemeriksaan Berat Jenis.
4. Pemeriksaan Batas-Batas ( Atterberg )
5. Pemeriksaan Analisa Saringan
Pemeriksaan Sifat Mekanik Tanah Campuran

## Pengujian Konsolidasi

## Perencanaan Campuran
Metode  untuk  pencampuran  berdasarkan metode  coba-coba  ( trial  and  error )  yaitu  tanah lempung  dicampur  dengan  abu  serbuk  kayu  dan serbuk  batu  bata  dengan  persentase  penambahan 2,5%,  5%  dan  7,5%  dari  berat  tanah  tersebut. Pengujian  dilakukan  dengan  uji  konsolidasi  satu dimensi.  Sampel  uji  konsolidasi  menggunakan sampel tanah tak terganggu ( undisturbed ).
Tanah lempung yang digunakan adalah tanah yang diambil  dari  Kelurahan  Tumbang  Rungan,  Kota Palangka  Raya,  Kalimantan  Tengah.  Serbuk  kayu dan  serbuk  batu  bata  diambil  dari  Kota  Palangka Raya.

## Proses Pencampuran Sampel Tanah
Tanah  lempung  di  keluarkan  dari  tabung kemudian di cetak ke dalam ring konsolidasi dan setelah itu ditimbang. Setelah itu, abu serbuk kayu dan  serbuk  batu  bata  ditimbang  sesuai  dengan berat  yang  di  dapat  setelah  dikali  dengan  variasi campuran terhadap berat tanah lempung.
Kemudian  tanah  lempung  dicampur  dengan  abu serbuk kayu dan serbuk batu bata dengan melapisi
bagian luar tanah sampai menutupi pori-pori dari tanah lempung tersebut lalu diuji.

## ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## Uji Sifat Fisik Tanah Lempung Asli
Pengujian  sifat  fisik  tanah  yaitu  parameter awal  untuk  merencanakan  dan  melaksanakan pembangunan konstruksi, pengujian sifat fisik tanah ini  dilakukan  di  Laboratorium  Mekanika  Tanah Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya.
Dari hasil pengujian sifat fisik tanah lempung didapatkan nilai-nilai berikut:
Tabel 1. Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Lempung Asli No Jenis Pemeriksaan Nilai 1 Kadar Air 45,22 2 Berat Isi 1,31 3 Berat Jenis 2,7 4 Batas-Batas (Atterberg) LL % 48,17 PL % 31,68 PI % 16,5 SL % 30,95 5 Analisa Saringan Persentase Berat Tertahan (%) 49,61 Persentase Lolos No.200 (%) 50,39 Sumber : Hasil Perhitungan (2020)
Uji Konsolidasi Sifat Mekanik Tanah Lempung Campuran Serbuk Batu Bata + Abu Serbuk
Kayu
Sebelum  melakukan pengujian konsolidasi dengan  bahan  campuran  abu  serbuk  kayu  dan serbuk  batu  bata.  Terlebih  dahulu  melakukan pengujian  konsolidasi  dengan  bahan  campuran serbuk batu bata dengan variasi 2,5%, 5% dan 7,5% untuk mencari nilai optimal dari variasi tersebut dan variasi nilai optimal tersebut dicampurkan ke bahan campuran abu serbuk kayu.
Berdasarkan  hasil  pengujian  konsolidasi diperoleh untuk nilai optimal serbuk batu bata yang akan  di  campurkan  ke  abu  serbuk  kayu  adalah variasi campuran dengan persentase 2,5%.
Setelah mendapatkan nilai optimal persentase  campuran serbuk batu bata, selanjutnya akan  dilakukan  pengujian  konsolidasi  campuran serbuk  batu  bata  2,5%  dengan  abu  serbuk  kayu
(3) (2)
2,5%, 5% dan 7,5%.
Dari  hasil  pengujian  konsolidasi  sifat mekanik tanah lempung campuran abu serbuk kayu dan serbuk batu bata didapatkan nilai-nilai berikut:
Tabel 2. Hasil Pengujian Konsolidasi Campuran  Abu  Serbuk  Kayu  dan Serbuk Batu Bata % Cv (t50) (cm²/det) Cv (t90) (cm²/det) Sc (e) 0 0,01913205 0,031062161 0,291 2,5 0,01971991 0,047513962 0,272 5 0,00722173 0,011679143 0,203 7,5 0,01877732 0,057131160 0,246 Sumber : Hasil Perhitungan (2020) Berdasarkan hasil pengujian diatas pengaruh penambahan bahan campuran abu serbuk kayu  dan  serbuk  batu  bata  mengalami  penurunan konsolidasi  (Sc)  dari  tanah  asli  dan  waktu penurunannya (Cv).
Dari Tabel  2 diatas  nilai  Sc  (e)  tanah  asli dengan campuran abu serbuk kayu dan serbuk batu bata dapat dibuat grafik persentase  dengan nilai Sc (e) seperti dibawah ini.
Gambar 1. Nilai Sc Abu Serbuk Kayu dan Serbuk Batu Bata
Pada Gambar  1 menunjukan  hasil konsolidasi  mengalami  penurunan  tanah  lempung asli  setelah  penambahan  abu  serbuk  kayu  dan serbuk batu bata. Awalnya tanah asli memiliki nilai Sc  (e)  =  0,291  cm  setelah  dicampurkan  bahan campuran  terjadi  penurunan  terbesar  di  variasi persentase 5% dengan nilai Sc (e) =  0,203 cm.
Dari Tabel 2 nilai koefisien konsolidasi Cv (t50) tanah asli dengan campuran abu serbuk kayu dan  serbuk  batu  bata  dapat  dibuat  grafik  nilai  Cv (t50) dengan tegangan seperti dibawah ini.
Gambar 2. Nilai Cv (t50)  dengan Tegangan Abu Serbuk Kayu dan Serbuk Batu Bata
Pada Gambar 2 menunjukan nilai kofisien konsolidasi  Cv  (t50)  mengalami  penurunan  tanah lempung asli setelah penambahan abu serbuk kayu dan serbuk batu bata. Awalnya tanah asli memiliki nilai Cv (t50) = 0,0191 cm 2 /det setelah dicampurkan bahan  campuran  terjadi  penurunan  di  variasi persentase  5%  dengan  nilai  Cv  (t50)  =  0,0072 cm 2 /det. Dari Tabel 2 nilai koefisien konsolidasi Cv (t90) tanah asli dengan campuran abu serbuk kayu dan  serbuk  batu  bata  dapat  dibuat  grafik  nilai  Cv (t90) dengan tegangan seperti dibawah ini.
Gambar 3. Nilai Cv (t90)  dengan Tegangan Abu Serbuk Kayu dan Serbuk Batu Bata
Pada Gambar 3 menunjukan nilai kofisien konsolidasi  Cv  (t50)  mengalami  penurunan  tanah lempung asli setelah penambahan abu serbuk kayu dan serbuk batu bata. Awalnya tanah asli memiliki nilai Cv (t90) = 0,0311 cm 2 /det setelah dicampurkan bahan  campuran  terjadi  penurunan  di  variasi persentase  5%  dengan  nilai  Cv  (t90)  =  0,0117 cm 2 /det.
0,00000000 0,00500000 0,01000000 0,01500000 0,02000000 0,02500000 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 C v ( t5 0 ) (c m² /d et ) Tegangan (kg/cm²) 0,000000000 0,010000000 0,020000000 0,030000000 0,040000000 0,050000000 0,060000000 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 C v ( t9 0 ) (c m² /d et ) Tegangan (kg/cm²) 0,195 0,215 0,235 0,255 0,275 0,295 0,315 0 2,5 5 7,5 Sc (cm ) %

## PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pembahasan yang  telah  diuraikan  dapat  disimpulkan  beberapa hal sebagai berikut:
1. Dari hasil pengujian sifat – sifat fisik tanah asli didapat nilai, kadar air ( w ) = 45,22%; berat isi ( γ d )  =  1,31  g/cm 3 ;  berat  jenis  ( Gs )  =  2,70; batas – batas Atterberg yaitu Batas Cair ( Liquid Limit) = 48,17%; Batas Plastis ( Plastic Limit ) = 31,68%; Indeks Plastisitas ( Plasticity Index )
=  16,50%;  Batas  Susut  ( Shrinkage  Limit )  = 30,95%;  Analisis  saringan  persentase  lolos saringan No.200 = 50,39%.
2. Dari  hasil  pengujian  konsolidasi  tanah  asli tanpa  bahan  campuran  didapat  nilai  Sc  (e)  = 0,291  cm.  Setelah  penambahan  campuran serbuk batu bata dan abu serbuk kayu didapat persentase 5%  mengalami penurunan nilai Sc (e)  =  0,203  cm  dengan  selisih  nilai  Sc  (e)  = 0,088 cm dari tanah asli.
3. Dari  hasil  pengujian  konsolidasi  tanah  asli tanpa bahan campuran didapat nilai Cv (t50) = 0,01913205 cm²/det dan  Cv (t90)  = 0,031062161  cm²/det.  Setelah  penambahan campuran  serbuk  batu  bata  dan  abu  serbuk kayu  didapat  persentase  5%    mengalami penurunan  nilai  Cv  (t50)  =  0,00722173 cm²/det,  Cv  (t90)  =  0,011679143  cm²/det dengan  selisih  Cv  (t50)  = 0,0119  cm²/det dan Cv (t90) = 0,0194 cm²/det  dari tanah asli.

## Saran
Setelah  melakukan  penelitian  ini,  dapat disampaikan beberapa saran sebagai berikut:
1. Ketelitian dalam penimbangan dan pembacaan dial  sangat  diperlukan  untuk  memperlancar analisis peneltian
2. Jika  pembuatan  sampel  proses  pencampuran harus dengan benar saat mencampurkan bahan campurannya.

## DAFTAR PUSTAKA
ASTM  Standards.  (1963).  ASTM  D  422-63, Standard  Test  Method  for  Particle-Size Analysis of Soils . v.63. ASTM  Standards.  (1989).  ASTM  D  2435-50.
Standard  Test  Method  for  One-Dimensional Consolidation Properties of Soils.
ASTM  Standards.  (1995).  ASTM  D  4318-95,
Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils , v.04, p.1- 14.
ASTM  Standards.  (1998).  ASTM  D  2216-98, Standard  Test  Method  for  Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil, Rock, and Soil Aggregate Mixtures.
ASTM  Standards.  (2002).  ASTM  D  854-02,
Standard  Test  Method  for  Particle  Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer.
Bowles, J E. (1991). Sifat-sifat Fisik Tanah dan Geoteknis Tanah. Erlangga. Jakarta. Craig, R. F. (1989). Mekanika Tanah edisi keempat Erlangga. Jakarta.
Das,  Braja  M.  (1995). Mekanika  Tanah  Jilid  I (Prinsip-prinsip
Rekayasa Geoteknis).
Erlangga. Jakarta.
Hardiyatmo, H. C. (2002). Mekanika Tanah I, Edisi ke  tiga. Penerbit  PT,  Gramedia  Pustaka Utama, Jakarta .
Terzaghi,  K.,  &  Peck,  R.  B.  (1987).  Mekanika Tanah dalam Praktek Rekayasa I, Alih bahasa Bagus,  W.,  dan  K. Benny.  Erlangga, Jakarta .Teknik Universitas Sam Ratulangi.