pengaruh penambahan pupuk urea terhadap nilai CBR tanah Lempung Lunak, influence of urea to CBR value of soft clay

8/9/2019 pengaruh penambahan pupuk urea terhadap nilai CBR tanah Lempung Lunak, influence of urea to CBR value of so

1/5

1

PENGARUH PENAMBAHAN PUPUK UREA TERHADAP NILAI

CBR TANAH LEMPUNG LUNAK

Sathya Putra Wijaya, Ratna Dewi2, Yulindasari3

1Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sriwijaya

Jl. Srijaya Negara Kampus PalembangE-mail : [email protected]

2Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas SriwijayaJl. Srijaya Negara Kampus Palembang

3DosenJurusan Teknik Sipil, Universitas Sriwijaya

Jl. Srijaya Negara Kampus Palembang

Abstrak

Tanah lempung lunak memiliki nilai daya dukung yang sangat rendah, tidak memungkinkan untuk

mendirikan infrastruktur diatasnya dalam kondisi normal. Oleh karena itu perbaikan akan tanah yang

seperti ini harus dilakukan agar tanah dapat digunakan untuk menopang infrastruktur yang dibangun di

atasnya. Dalam penelitian ini dibahas tentang perbaikan tanah lempung lunak yang sampelnya diambildi daerah Universitas Sriwijaya Inderalaya Km.32 dengan mencampurkannya dengan pupuk urea

ditinjau dari nilai California Bearing Ratio (CBR) tanah tersebut.

Penelitian ini menggunakan metode laboratorium, dilakukan pada Laboratorium Mekanika TanahJurusan Teknik Sipil Universitas Sriwijaya. Pengujian tanah menggunakan alat uji CBR laboratorium.

Adapun tujuan penelitian adalah adalah untuk mengetahui pengaruh dari campuran pupuk urea dengan

variasi masing-masing 5%, 10%, dan 15% terhadap nilai CBR pada tanah lempung lunak. Benda uji

juga dirawat dengan variasi masa perawatan 3, 7 dan 14 hari.

Hasil penelitian dan analisa menunjukan dengan penambahan pupuk urea 5% dan 10% dapat

meningkatkan nilai CBR pada tanah lempung lunak. Penurunan terjadi pada campuran pupuk ureadengan kadar 15% dengan nilai CBR berada di bawah nilai CBR tanah asli pada semua variasi masa

perawatan dengan nilai terendah 1,88% pada masa perawatan 14 hari, sedangkan untuk campuran urea

5% hanya didapatkan nilai 2,45% pada masa perawatan 14 hari. Persentase campuran pupuk urea yang

optimal berada pada kadar 10% dengan nilai CBR yang didapatkan adalah 2,58% pada masa perawatanke-14 hari.

Kata kunci: Stabilisasi, Lempung Lunak,Pupuk Urea, tes CBR.

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tanah memiliki peranan penting dalam kebanyakan

pembangunan infrastruktur seperti pembangunanjembatan, jalan, gedung, dan lainnya. Umumnya tanah

memiliki tiga bahan, yaitu butiran tanah itu sendiri, sertaair dan udara yang terdapat dalam ruang antara butir-butir

tanah tersebut. Adapun tanah memiliki karakteristik

seperti sifat-sifat tanah, klasifikasi, dan kekuatannya yang

nilainya didapatkan dari pengujian di laboratorium

maupun pengujian langsung di lapangan menggunakan

alat-alat penguji.

Tanah lunak pada umumnya terdiri dari lapisan

tanah yang berbutir halus seperti lempung dan lanau.

Tanah lunak memiliki sifat mekanis yang sangat buruk,sehingga menimbulkan masalah dalam memikul beban.

Sifat dari tanah lunak memiliki kekuatan geser yang kecil

sehingga daya dukung tanah lunak sangat kecil.

Stabilisasi tanah merupakan suatu cara yang digunakanuntuk memperbaiki sifat dasar tanah sehingga diharapkan

tanah dasar tersebut mutunya dapat lebih baik. Stabilisasi

tanah juga merupakan usaha dalam peningkatan sifat-sifat

mekanis dari tanah sehingga kekuatan geser dan daya

dukung tanah meningkat serta tanah menjadi lebih stabildan mengurangi sifat kompresibilitas tanah. Terdapat

banyak cara untuk memperbaiki tanah baik secara fisik,yaitu dengan pemadatan, penggetaran, peledakan. Adapun

perbaikan tanah dapat dilakukan dengan bahan-bahan

campuran tambahan seperti semen, fly ash, dan bahan

lainnya.

Pupuk urea sering digunakan untuk menyuburkan tanah

dalam pertanian, dengan rumus kimia NH2CONH2.,

dengan bentuk butiran kristal berwarna putih dan sifatnya

yang mudah menyerap air. Pupuk urea mengandung unsur

hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 Kgmengandung 46 Kg Nitrogen, moisture 0,5% dan kadar

biuret sebesar 1%. Penelitian ini akan membahas tentang

perbaikan tanah lunak dengan bahan campuran tambahan

yaitu pupuk urea yang dicampurkan pada tanah lunak.Penggunaan pupuk urea diharapkan dapat memperkuat


2/5

2

ikatan kimia antar butiran tanah lempung sehingga dapat

meningkatkan kekuatan daya dukung tanah. Pengujiannya

dilakukan di laboratorium dan menggunakan parameter

CBR unsoaked.

1.2. Tujuan PenelitianTujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui

pengaruh dari campuran pupuk urea dengan variasi

masing-masing 5%, 10%, dan 15% terhadap nilai CBR

pada tanah lempung lunak.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanah

Tanah dibentuk oleh pelapukan fisika dankimiawi

pada batuan. Proses pelapukan fisika terjadi dari

pembasahan dan pengeringan terus-menerus ataupun

pengaruh salju dan es kemudian pengikisan dari air, angin,

ataupun sungai es. Proses ini menghasilkan ukuran dari

terkecil sampai besar, namun komposisinya masih tetap

sama dengan batuan asalnya.

2.2. Sistem Klasifikasi Tanah

Pada umumnya tanah diklasifikasikan sebagai tanah yangkohesif dan tidak kohesif atau seagai tanah yang berbutir

kasar dan halus. Istilah tanah dipakai untuk mecakup

semua bahan seperti lempung, pasir, kerikil dan batu-batu

yang besar.Sistem klasifikasi tanah yang dipakai yaitu

sistem klasifikasi tanah menurut USCS dan menurut

AASHTO.

2.3. Tanah Lempung Lunak

Pada umumnya tanah diklasifikasikan sebagai tanah yang

kohesif dan tidak kohesif atau seagai tanah yang berbutir

kasar dan halus. Istilah tanah dipakai untuk mecakupsemua bahan seperti lempung, pasir, kerikil dan batu-batu

yang besar. Tanah lempung lunak juga mengandung

mineral-mineral lempung dan mengandung kadar air

yang tinggi. Menurut PT. Teknindo Geosistem Unggul,

Indonesia tidak lepas dari Tanah lunak karena tanah lunak

di Indonesia menempati area lebih dari 20 juta hektar atau

lebih dari 10% dari tanah daratan di Indonesia. Dan

itupun tersebar di daerah kota besar dan pusat

pertumbuhan ekonomi Negara.

2.4. Pupuk Urea

Pupuk urea adalah pupuk kimia mengandung

Nitrogen (N) berkadar tinggi.Pupuk urea berbentukbutir-butir kristal berwarna putih. Pupuk urea dengan

rumus kimia NH2 CONH2 merupakan pupuk yang

mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah

menghisap air (higroskopis), karena itu sebaiknya

disimpan di tempat yang kering dan tertutup rapat. Pupukurea mengandung unsur hara N sebesar 46% dengan

pengertian setiap 100kg mengandung 46 kg Nitrogen,

Moisture 0,5%, Kadar Biuret 1%, ukuran 1 3,35MM 90%

Min serta berbentuk Prill.

Adapun ciri-ciri pupuk urea adalah :

a. Mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi.

b. Berbentuk butir-butir Kristal berwarna putih.

c.

Memiliki rumus kimia NH2 CONH2.d. Mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah

menghisap air (higroskopis).

e. Mengandung unsur hara N sebesar 46% Standar

SNI-02-2801-1998.

Pupuk urea yang digunakan pada penelitian ini

adalah pupuk urea dari PT. Pusri Palembang.

2.5. Californ ia Beari ng Ratio

CBR pertama kali diciptakan oleh O.J. Porter yangkemudian dikembangkan oleh California State Highway

Department yang kemudian dikembangkan dandimodifikasi oleh corps insinyur-insinyur tentara Amerika

Serikat. Metode ini mengkombinasikan percobaan

pembebanan penetrasi di laboratorium ataupun di

lapangan dengan rencana empiris untuk menentukan tebal

perkerasan yang akan digunakan untuk jalan.CBR dapatdidefinisikan sebagai suatu perbandingan antara beban

percobaan dengan beban standar dan dinyatakan dalam

persentase. CBR dapat dinyatakan dalam persamaan

sebagai berikut :

=

100%.

Dimana :

Pt = beban percobaan

Ps = beban standar

3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Persiapan Benda Uji

1. Sampel tanah lempung lunak terganggu diambil

pada kedalaman 1 m dari permukaan tanah pada

wilayah kampus Universitas Sriwijaya Indralaya,

Sumatera Selatan.

2. Pupuk urea yang digunakan berbentuk prill hasil

produksi PT. Pusri Palembang.3. Persiapan alat uji propertis tanah lempung lunak

dan pemadatan tanah standar.

3.2. Pengujian Di Laboratorium

Pengujian awal yang dilakukan pada penelitian ini

sebagai berikut :

1. PengujianAtterberg Limit

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui parameter

batas cair, batas plastis, batas susut dan indeks

plastisitas tanah. Pengajuan mengacu pada standarASTM D 423-66 dan ASTM 424-74.

2. Pengujian Kadar Air

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kadar airasli tanah. Pengujian mengacu pada ASTM

D-2216-90.

3. Pengujian Analisa saringanPengujian ini dilakukan untuk menentukan

distribusi ukuran butiran sampel tanah. Pengujian

ini mengacu pada standar ASTM D 421 dan ASTM

422.

4. Pengujian Berat Jenis Tanah

Pengujian ini untuk mengetahui besarnya berat jenisbahan dari butiran-butiran tanah. Pengujian ini

mengacu pada ASTM D-854.

5. Pengujian Pemadatan Tanah

Pengujian ini untuk mengetahui kadar air optimumdan berat isi kering tanah maksimum.Pengujian ini


3/5

3

mengacu pada AASHTO T-180.

6. Pengujian CBR Tanah Asli

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui nilai CBR

tanah asli.Pengujian merujuk pada ASTM 1883-99.

3.3. Pembuatan Benda UjiTanah lempung lunak dicampur dengan pupuk urea

yang dilarutkan sesuai dengan kadar air optimummnya

dan sesuai dengan variasi campurannya. Tanah yang telah

dicampur kemudian dicetak dalam mold CBR dan dirawat

sesuai dengan variasi masa perawatannya

Tabel 1. Spesifikasi Benda Uji

Kode

Benda

Uji

PersentaseBerat

(%)

Waktu

Perawatan

Jumlah

benda

ujiUrea Tanah

disturb

U5 5 100 3 Hari 3

7 Hari 3

14 Hari 3

U10 10 100 3 Hari 3

7 Hari 3

14 Hari 3

U15 15 100 3 Hari 3

7 Hari 3

14 Hari 3

Jumlah 27

dimana :

U5 = Tanah lempung lunak dengan campuran

Pupuk urea 5%

U10 = Tanah lempung lunak dengan campuran

Pupuk urea 10%U15 = Tanah lempung lunak dengan campuran

Pupuk urea 15%

3.4. PengujianCBR Tanah Campuran

Perawatan tanah campuran yang telah dicetak di

dalam mold dilakukan dengan cara membungkus molddengan plastik dan dipastikan dalam keadaan kedap dari

udara luar dan air. Jumlah masing-masing sampel sesuai

dengan variasi pupuk urea dan masa perawatan sesuai

dengan Tabel 1. Spesifikasi Benda Uji.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Indeks Propertis Tanah

Berdasarkan hasil pengujian indeks propertis tanah,

maka didapatkan hasil sifat fisis dari sampel tanah. Hasil

pemeriksaan ditampilkan pada Tabel 2.

Tabel.2. Hasil Pengujian Indeks Propertis Tanah

4.1.2 Pengujian Pemadatan Standar

Dalam pengujian pemadatan standar didapat kadar

air optimum 19,4% dan berat isi kering maksimum yaitu1,629 gram/cm3yang terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Grafik Pemadatan Tanah Standar

4.2. Hasil Pengujian CBR Laboratorium

Unsoaked

4.2.1. Tanah AsliPengujian CBR tanah asli dilakukan dengan masa

perawatan yang sama dengan tanah yang dicampur

dengan larutan urea agar dapat menjadi pembanding hasil

yang didapat dengan campuran maupun tanpa campuran

urea. Berikut merupakan Tabel 3. nilai CBR dari tanah

asli.

Tabel 3. Nilai CBR Tanah Asli

Kode Benda

Uji

Nilai CBR dengan Masa

Perawatan (%)

3 hari 7 hari 14 hari

U0 2 2,29 2,45

19,4%1.500

1.550

1.600

1.650

1.700

1.750

1.800

1.850

10 20 30

BeratIsiKering(gr/cm3)

Kadar Air (%)

Jenis Pengujian Tanah Hasil

Kadar Air 35,2%

Berat Jenis (Gs) 2,53

Batas Plastis (PL) 21,14%

Batas Cair (LL) 42%

Indeks Plastisitas (IP) 20,86%

Klasifikasi tanah

menurut USCS

CL

Klasifikasi tanah

menururt AASHTO

A-7-6

1,629


4/5

4

2

2.17

2.41

1.88

1.8

2

2.2

2.4

2.6

0 5 10 15NilaiCBR(%)

Variasi Campuran Urea(%)

2.17

2.41

1.88

2.21

2.45

1.92

2.45

2.58

1.98

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

5 10 15

NilaiCBR(%)

MasaPerawatan 3Hari

Masa

Perawatan 7Hari

MasaPerawatan 14Hari

Persentase Pupuk Urea (%)

Gambar 2. Grafik Nilai CBR Tanah Asli

Nilai CBR tertinggi didapatkan pada variasi masa

perawatan 14 hari dengan nilai CBR sebesar 2,45%.

4.2.2. Tanah Campuran

Pengujian CBR pada tanah campuran dilakukan

sesuai dengan masa perawatannya yaitu 3, 7 dan 14 hari

dengan persentase campuran urea sebesar 5%, 10%, dan

15% dari tanah asli. Hasil uji CBR tanah campuran dapatdilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Nilai CBR Tanah Campuran

Kode

Benda

Uji

Persentase

Campuran (%)

Nilai CBR dengan

Masa Perawatan (%)

Tanah Urea 3

hari

7hari 14hari

U5 100 5 2,17 2,21 2,45

U10 100 10 2,41 2,45 2,58

U15 100 15 1,88 1,92 1,96

Gambar 3,4 dan 5 menunjukan grafik perbandingan

nilai CBR terhadap variasi campuran urea pada

masing-masing variasi masa perawatan, yaitu 3, 7 dan 14

hari. Sedangkan Gambar.6 menunjukan hubungan antara

nilai CBR dengan persentase pupuk urea

Gambar 3. Grafik Nilai CBR Masa Perawatan 3 Hari

Gambar 4. Grafik Nilai CBR MasaPerawatan 7 Hari

Gambar 5. Grafik Nilai CBR Masa Perawatan 14 Hari

Gambar 6.Grafik Nilai CBR Tanah Campuran

Dari Gambar 6. menunjukan adanya peningkatan

nilai CBR yang optimum pada tanah campuran dengan

kadar urea 10%.

4.4. Daya Dukung Tanah

Nilai daya dukutng tanah ditetapkan berdasarkan

grafik korelasi, dimana grafik digunakan untuk

mengetahui nilai daya dukung tanah (DDT). Gambar 7.

Grafik Korelasi DDT dengan CBR. Nilai CBR tertinggi

didapat 2,58%Penambahan pupuk urea dengan kadar 10% tidak

memberikan peningkatan nilai CBR yang besar. Nilai

CBR tertinggi yang didapatkan adalah 2,58%. Dengan

nilai demikian, tanah tersebut tidak dapat dijadikan

sebagai tanah dasar jalan dengan syarat nilai CBR lebih

dari 6% Adapun nilai daya dukung tanah dapat dihitungberdasarkan pendekatan rumus :

2

2.29

2.45

1.5

1.7

1.9

2.1

2.3

2.5

3 7 14N

ilaiCBR(%)

Masa Perawatan (Hari)

2.292.21

2.45

1.92

1.8

2

2.2

2.4

2.6

0 5 10 15

NilaiCBR(%)

Variasi Campuran Urea (%)

2.45 2.452.58

1.96

1.8

2

2.2

2.4

2.6

0 5 10 15

NilI

CBR(%)

Variasi Campuran Urea (%)


5/5

5

DDT = (4,3 log (nilai CBR)) + 1,7

DDT = (4,3 log 2,58) +1,7

= 3,47

Gambar 7. Grafik korelasi DDT dengan CBR

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Hasil index properties tanah asli menunjukan tanahyang berada disekitar Universitas Sriwijaya

Inderalaya Km. 32 tergolong tanah lempung lunak

dengan IP sedang yaitu, 20,86% , dimana menurut

USCS termasuk golongan tanah lempung lunak

dengan plastisitas rendah sampai dengan sedang.

2. Tanah campuran memiliki kecendrungan

peningkatan nilai CBR dari masa perawatan 3 hari

sampai dengan 14 hari. Hanya nilai CBR dari tanah

dengan campuran urea 15% mengalami penurunan

dari nilai CBR tanah aslinya.

3. Kenaikan persentase nilai CBR tertinggi beradapada tanah dengan campuran urea 10% dengan

masa perawatan 3 hari, yaitu sebesar 20,65%

dengan nilai CBR 2,41% dan nilai CBR tertinggi

dicapai pada tanah dengan campuran urea 10%

masa perawatan 14 hari dengan nilai CBR 2,58%.

4. Dari hasil penelitian, penambahan kadar urea 5%tidak memberikan pengaruh peningkatan nilai CBR

yang berarti. Penambahan kadar urea 15%

menyebabkan turunnya nilai CBR dari nilai tanah

asli. Penambahan kadar urea 10% memberikan

kenaikan nilai CBR yang optimum dari semua

variasi campuran penelitian ini.

5.2. Saran

Saran dari penelitian ini :

1. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut terhadap

reaksi kimia yang terjadi pada tanah lempung lunakyang dicampur dengan pupuk urea.

2. Adapun untuk penelitian lanjut, penambahan kadar

urea yang optimal harus diketahui untuk

memberikan kenaikan nilai CBR yang maksimal.

3. Untuk penelitian yang selanjutnya, diharapkan

penambahan bahan lain yang dapat bereaksi denganpupuk dilakukan, sehingga daya dukung tanah

lempung lunak dapat meningkat

DAFTAR PUSTAKA

1) Bowles, J. E. 1989. Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis

Tanah. Erlangga, Jakarta.

2) Chen, F.H. 1975. Foundation on Expansive Soil.

Development in Geotechnical Engineering 12,Esevier Scientific Publishing Company, Amsterdam.

3) Hardiyatmo, H.C. 2006. Soil Mechanics I. GamaPress, Yogyakarta.

4) Soedarmo, Djatmiko G. dan S.J. Edy Purnomo.

1997.Mekanika Tanah 1. Kanisius, Yogyakarta.

5) Wesley, L. D. 1977. Mekanika Tanah. Badan

Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.

6) Wesley,L. D. 2012. Mekanika Tanah untuk TanahEndapan & Residu. ANDI, Yogyakarta.

7) Lee, Min Lee dkk. 2012. Bio-mediated Soil

Improvement Under Various Concentrations of

Cementation Reagent. Applied mechanics and

Materials Vols. 204-208 pp 326-329.8) Sagala, Jonry A. 2003.Pengaruh Penambahan 20%,

25%, 30% Pupuk Urea Terhadap Kuat Geser Tanah

Lempung Ekspansif Dengan Pengujian Triaxial.

Laporan Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil

Universitas Sriwijaya.

9) Yudistira, H. 2014.Analisis Pengaruh Subtitusi Abu

Tandan Sawit dan Gipsum Terhadap Nilai CBR

Pada Tanah Lempung Lunak. Laporan Tugas Akhir.

Jurusan Teknik Sipil Univeristas Sriwijaya.

10) Van Paassel, L.A. dkk. 2009. Scale up of

BioGrout :A Biological Ground Reinforcement

Method Proceedings of the 17th. International

Conference on Soil Mechanics and GeotechnicalEngineering.

11) ASTM. 2006. D2487 06, Standard Practice for

Classification of Soil for Engineering Purpose,

ASTM International. United States.

12)Petunjuk Praktikum Mekanika Tanah, UniversitasSriwijaya.

2,583,47

Documents

pengaruh penambahan pupuk urea terhadap nilai CBR tanah Lempung Lunak, influence of urea to CBR value of soft clay