PENINGKATAN DAYA DUKUNG TANAH

GEDE BAGE BANDUNG DENGAN ENZIM

DARI MOLASE TERFERMENTASI

Oleh :

Mulyadi Yuswandono *)

Yusmiati Kusuma *)

ABSTRAK

Daya dukung tanah dalam suatu konstruksi jalan merupakan salah satu faktor yang

sangat penting. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan daya

dukung tanah dasar (subgrade) yaitu dengan melakukan stabilisasi tanah, salah

satunya adalah dengan menggunakan enzim dari molase terfermenasi. Enzim ini

adalah salah satu bahan tambah cair temuan baru yang dapat digunakan sebagai

bahan tambah untuk stabilisasi tanah. Pengujian dilakukan dengan sampel tanah yang

diambil dari daerah Gedebage-Bandung. Kadar enzim yang dipakai adalah 3% dan

6%. Hasilnya diperoleh bahwa enzim sebagai bahan stabilisasi tanah dasar ternyata

dapat meningkatkan nilai daya dukung tanah, dari variasi campuran yang ada yang

paling baik untuk jenis tanah yang diuji adalah dengan kadar Enzim sebanyak 3% dan

lama pemeraman 28 hari.

Kata Kunci : daya dukung, enzim, stabilisasi

Pendahuluan

Tanah merupakan salah satu material

konstruksi yang paling umum dan paling

murah untuk digunakan. Namun pada setiap

lokasi konstruksi tidak selalu terdapat tanah

yang memenuhi persyaratan teknis sebagai

subgrade jalan, dimana nilai CBR yang

diizinkan adalah minimal 3 %. Bila mengganti

tanah tersebut dengan tanah yang lebih baik

dari tempat lain, akan menimbulkan resiko

biaya dan waktu yang tidak menguntungkan.

Menurut The Asphalt Institute-USA,

tanah lempung atau lanau organik dengan

plastisitas sedang sampai tinggi nilai

kekuatannya untuk penggunaan sebagai tanah

dasar sangat buruk karena memiliki nilai

kompresibilitas dan ekspansifitasnya besar.

Oleh karena itu cara dan usaha

senantiasa dilakukan untuk memperbaiki tanah

tersebut agar memenuhi syarat teknis dan

ekonomis. Salah satu upaya untuk

memperbaiki atau meningkatkan sifat tanah

adalah dengan stabilisasi tanah.

Teknologi stabilisasi yang sudah

dikembangkan sampai saat ini adalah

Stabilisasi Mekanis dan Stabilisasi Kimia.

Penggunaan bahan tambah enzim merupakan

suatu metode perbaikan tanah agar terjadi

peningkatan kekuatan daya dukung dan

perubahan sifat fisik tanah sehingga

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

karakteristik teknisnya memenuhi persyaratan

sebagai bahan konstuksi dengan biaya yang

lebih murah.

Studi Pustaka

Daya Dukung Tanah Dasar

Nilai daya dukung tanah dasar (DDT)

dapat diperoleh dari nilai CBR, menurut

persyaratan, nilai CBR subgrade minimum 3

%. Apabila CBR lapisan subgrade kurang dari

3 %, maka diperlukan usaha untuk

memperbaiki kualitas tanah tersebut agar nilai

CBRnya meningkat, yaitu dengan mengganti

lapisan tanah dasar dengan tanah baru yang

nilai CBRnya memenuhi syarat atau dengan

cara menstabilkannya.

CBR (California Bearing Ratio) adalah

nilai yang menunjukkan kekerasan tanah,

semakin tinggi nilai CBRnya semakin tnggi

pula kekuatan dan daya dukung tanah.

Usaha peningkatan nilai daya dukung

tanah dasar dicapai melalui proses stabilisasi

tanah. Apabila tanah dasar memiliki nilai

CBR yang tinggi, maka pada perencanaan

tebal lapisan perkerasan penggunaan lapisan

pondasi bawah dapat dioptimalisasi dengan

pengurangan tebalnya, bahkan bila

peningkatan CBR sampai mencapai nilai 30%

– 70%, tanah tersebut dapat digunakan juga

sebagai sub base.

Stabilisasi Tanah dengan Enzim

Enzim ini terbentuk dari pemanfaatan

molase sebagai substrat dengan bantuan

mikroorganisme Saccharomyces Cereviseae.

Enzim yang merupakan salah satu produk dari

proses fermentasi dapat digunakan untuk

stabilisasi tanah. Hal ini dilakukan untuk

mengurangi biaya dan kemudahan dalam

penerapannya. Enzim bekerja mengeraskan

tanah dengan membantu membentuk ikatan

antara organik dan anorganik yang ada di

dalam tanah sehingga mengeras seperti semen.

Enzim tersebut diserap oleh pori-pori

tanah dan dilepaskan ketika bertukar dengan

kation yang berasal dari logam. Enzim dapat

juga diserap oleh koloid-koloid untuk

ditransportasikan melalui media elektrolit

tanah dan membantu bakteri tanah untuk

melepaskan ion-ion hydrogen yang

menghasilkan gradient pH pada permukaan

dari partikel-partikel tanah yang membantu

pelepasan struktur dari tanah tersebut.

Ketika ditambahkan pada tanah, enzim

meningkatkan konsistensi tanah menjadi lebih

baik, sehingga daya dukung tanah meningkat.

Enzim memberikan bahan – bahan pada tanah

untuk menjadi lebih mudah basah dan lebih

padat. Selain itu, enzim meningkatkan ikatan

kimia yang membantu menggabungkan

partikel tanah secara bersama-sama, dan

menciptakan suatu struktur yang lebih

permanen serta lebih tahan terhadap kerusakan

karena hujan.

Metodologi

Pengujian dimulai dengan menguji sifat-sifat

fisik tanah seperti : kadar air, analisa ukuran

butir, atterberg limit dan berat jenis untuk

kemudian dilanjutkan dengan

pengklasifikasian tanah berdasakan metoda

AASHTO dan USCS. Uji kompaksi dan CBR

dengan bahan penstabil juga perlu dilakukan

untuk mengetahui sifat mekanik tanah.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Selanjutnya hasil pengujian sifat mekanis

antara tanah yang belum diberi bahan penstabil

dengan tanah yang telah diberi bahan penstabil

dibandingkan untuk mengetahui sejauh mana

terjadi peningkatan CBR sehingga bias

didapatkan tanah dengan daya dukung yang

lebih baik dari sebelumnya.

Analisa dan Pembahasan

Terdapat dua jenis pengujian yang

dilakukan untuk lapisan tanah dasar (subgrade)

yang memiliki daya dukung tanah rendah,

yaitu pengujian sifat fisik dan mekanik tanah.

Pengujian sifat fisik bertujuan untuk

menentukan klasifikasi dari tanah yang diuji,

dimana pengujiannya meliputi :

1. Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity)

Pengujian berat jenis mengacu pada

ASTM D 854-83. Hasil pengujian

menunjukan bahwa berat jenis (Gs) dari

tanah dasar di Gede Bage Bandung adalah

2,63 yang artinya mengandung mineral

Chlorite dengan nilai berat jenis (Gs)

antara 2,6 sampai dengan 2,9.

2. Pengujian Batas-batas Atterberg

Pengujian dilakukan sesuai dengan ASTM

D 4318. Dari pengujian batas-batas

atterberg, didapatkan hasil sebagai berikut:

Batas cair (liquid limit)

Kadar air didapat dari pengujian pada

ketukan 9, 18, 24, dan 42. Nilai batas

cair dari pengujian sebesar 63,78 %.

Batas plastis (plasticity limit)

Nilai batas plastis dari pengujian

sebesar 37,31 %.

Indeks plastisitas

PI = LL – PL

= 63,78 – 37,31

= 26,47 %

3. Pengujian Analisa Ukuran Butir

Pengujian dilakukan sesuai dengan ASTM

D 422. Berdasarkan pengujian analisa

ukuran butir dengan metoda analisa

ayakan dan analisa hidrometer didapat

persentase tanah yang lolos ayakan No.200

adalah 67,27 %. Dari kurva distribusi

ukuran butir didapat persentase sebagai

berikut :

Kerikil = 6,69 %

Pasir = 25,63 %

Lanau = 36,88 %

Lempung = 30,80 %

Pengujian sifat mekanik bertujuan untuk

menentukan daya dukung tanah yang diuji,

dimana pengujiannya meliputi :

1. Pengujian Kompaksi

Dari pengujian didapatkan harga berat isi

kering maksimum γd max sebesar 1,36

gr/cm3, dan kadar air optimum (Wopt =

OMC) sebesar 32.3 %, dengan

penambahan variasi kadar air 9, 12, 15, 18,

dan 21%. Hasil pengujian dapat dilihat

pada Gambar 1.

2. Pengujian CBR

CBR adalah perbandingan antara beban

penetrasi suatu bahan terhadap beban

standar dengan kedalaman dan kecepatan

penetrasi yang sama. Pengujian dilakukan

dengan standar acuan ASTM D-1883-89

(dengan rendaman/soaked dan tanpa

rendaman/unsoaked). Hasil pengujian

dapat dilihat pada Tabel 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grafik w (%) vs gd

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 38.0 40.0 42.0 44.0

w (% )

gd

(g

r/c

m3)

gd

gzav

Tabel 1. Hasi Pengujian CBR Tanah Asli

Jumlah

Tumbukan

CBR (%)

Unsoaked (% OMC) Soaked (% OMC)

75 100 125 75 100 125

10 x 10,3 5,1 0,9 0,5 2,7 0,9

25 x 11,2 6,2 1,9 0,7 3,3 1,5

56 x 28,3 8,4 2,1 1,2 4,5 1,9

Gambar 1. Grafik Hasil Pemadatan

Tabel 2 Hasil Pengujian CBR Design Tanah Asli

Kadar Air

( % OMC )

CBR Design ( % )

Unsoaked Soaked

75 12 0,59

100 6,9 3,7

125 1,2 0,85

Tabel 3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli

Jumlah

Tumbukan

qu (kg/cm²)

% OMC

75 100 125

10 x 0,189 1,257 0,250

25 x 0,234 1,305 0,326

56 x 0,315 1,413 0,500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nilai CBR design didapat pada 95% dari

berat isi kering maksimum hasil

pemadatan, sehingga didapat nilai CBR

design seperti pada Tabel 2.

3. Pengujian Kuat tekan Bebas

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk

mengetahui nilai kuat tekan dari campuran

tanah dan enzim setelah dilakukan

beberapa tahapan pemeraman dan

perendaman dalam air. Pengujian

dilakukan dengan standar acuan ASTM D-

2166-89.

Hasil dari pengujian kuat tekan bebas

tanah asli dapat dilihat pada Tabel 3.

Sedangkan hasil pengujian kuat tekan

bebas anah stabilisasi seperti pada Tabel 4.

Nilai kuat tekan bebas terbesar untuk kadar

enzim 3 %, didapat pada waktu

pemeraman 28 hari untuk semua variasi

kadar OMC. Begitu juga untuk kadar

enzym 6% didapat pada waktu

pemeraman 28 hari, untuk semua variasi

kadar OMC.

Nilai kuat tekan terbesar untuk masa

pemeraman 0, 7, 14, dan 28 hari didapat

pada penambahan enzim 3%.

4. Pengujian Stabilisasi

Sampel yang dibutuhkan dalam pengujian

stabilisasi adalah sekitar 81 buah sampel

dengan variasi prosentase penambahan

Enzim 0, 3 dan 6% dan variasi OMC 75,

100, dan 125%, waktu pemeraman 0, 7,

14, dan 28 hari dengan masing-masing 4

hari perendaman.

a) Pengujian CBR Kondisi Unsoaked

Data dan hasil pengujian CBR

stabilisasi dan CBR design pada

kondisi unsoaked seperti pada Tabel 5

dan 6.

Nilai CBR terbesar untuk 75 % kadar

OMC, didapat pada kadar enzim 3 %

dengan lama waktu pemeraman 28

hari. Begitu juga untuk kadar OMC

100 % dan kadar OMC 125 % nilai

CBR terbesar di dapat pada waktu

pemeraman 28 hari untuk kadar enzim

3%.

Nilai CBR cenderung naik sesuai

dengan masa pemeraman kecuali pada

kadar enzim 6%. Nilai CBR terbesar

untuk masa pemeraman 0 dan 7 hari

didapat pada penambahan enzim 6 %,

sedangkan untuk masa pemeraman 14

dan 28 hari didapat pada penambahan

enzim 3 %.

Nilai CBR terbesar untuk 3 % kadar

enzim, didapat pada waktu pemeraman

28 hari untuk semua variasi kadar

OMC. Sedangkan untuk 6 % kadar

enzim didapat pada waktu pemeraman

14 hari, juga untuk semua variasi

kadar OMC.

Dengan demikian didapatkan bahwa

nilai CBR akan meningkat pada masa

pemeraman 28 hari.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Stabilisasi

Kadar Kadar Jumlah Nilai qu (kg/cm²)

Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari)

(%) (%) 0 7 14 28

0

75

10 0,189 - - -

25 0,234 - - -

56 0,315 - - -

100

10 1,257 - - -

25 1,305 - - -

56 1,413 - - -

125

10 0,250 - - -

25 0,326 - - -

56 0,500 - - -

3

75

10 - 4,712 10,771 12,846

25 - 6,210 12,420 14,195

56 3,719 8,428 14,638 17,055

100

10 18,631 42,709 47,302 48,794

25 28,389 48,580 54,013 55,391

56 32,825 56,028 57,896 63,730

125

10 4,463 8,172 24,397 29,720

25 5,970 10,996 30,420 31,688

56 11,070 14,195 33,713 37,261

6

75

10 3,178 7,985 9,759 10,545

25 4,540 9,537 11,669 12,791

56 5,767 11,533 13,015 15,708

100

10 17,300 25,284 30,164 38,148

25 22,179 33,269 38,592 43,028

56 27,502 41,253 45,246 50,569

125

10 9,315 12,420 14,638 16,413

25 11,977 14,362 17,300 19,518

56 14,195 16,856 19,074 22,440

b) Pengujian CBR Kondisi Soaked

Data dan hasil pengujian CBR

stabilisasi pada kondisi soaked dapat

dilihat pada Tabel 7 dan 8.

Nilai CBR terbesar untuk 75 % kadar

OMC, didapat pada kadar enzim 3 %

dengan lama waktu pemeraman 14

hari. Sedangkan untuk kadar OMC

100 dan 125 % nilai CBR terbesar

didapat pada waktu pemeraman 28

hari untuk kadar enzim 3%. Nilai

CBR cenderung naik sesuai dengan

masa pemeraman.

Nilai CBR terbesar untuk masa

pemeraman 0 dan 7 hari didapat pada

penambahan enzim 6 %, sedangkan

untuk masa pemeraman 14 dan 28 hari

didapat pada penambahan enzim 3 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabel 5. Hasil Pengujian CBR Stabilisasi Kondisi Unsoaked

Kadar Kadar Jumlah Nilai CBR (%)

Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari)

(%) (%) 0 7 14 28

0

75

10 10,3 - - -

25 11,2 - - -

56 28,3 - - -

100

10 5,1 - - -

25 6,2 - - -

56 8,4 - - -

125

10 0,9 - - -

25 1,9 - - -

56 2,1 - - -

3

75

10 11,2 15,8 23,1 26,0

25 16,8 23,1 34,4 31,2

56 32,4 39,4 51,7 51,7

100

10 5,5 7,2 9,6 9,9

25 9,6 10,4 12,2 12,8

56 13,2 14,7 16,8 18,0

125

10 1,2 2,1 3,3 3,6

25 2,1 3,1 4,3 4,3

56 2,6 3,9 6,9 5,5

6

75

10 12,3 17,5 22,6 24,8

25 17,6 27,1 30,1 32,0

56 35,1 43,5 50,9 51,0

100

10 5,8 7,0 9,4 9,8

25 9,8 11,1 12,3 12,8

56 13,5 15,1 16,3 17,0

125

10 1,4 2,2 3,3 3,4

25 2,1 3,3 4,1 4,8

56 3,1 4,1 6,7 7,0

Nilai CBR terbesar untuk kadar enzim

3 %, didapat pada waktu pemeraman

28 hari untuk semua variasi kadar

OMC. Begitu juga untuk kadar enzim

6 % didapat pada waktu pemeraman

28 hari, untuk semua variasi kadar

OMC.

Dengan demikian dapat disimpulkan

bahwa nilai CBR akan meningkat pada

masa pemeraman 28 hari.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian stabilisasi

tanah di daerah Gede Bage Bandung dengan

bahan tambah Enzim dari molase

terfermentasi, maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Pengujian CBR dapat dilihat pada Tabel 9.

2. Pengujian Kuat Tekan Bebas dapat dilihat

pada Tabel 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabel 6. Hasil Pengujian CBR Design Stabilisasi Kondisi Unsoaked

Tabel 7. Hasil Pengujian CBR Stabilisasi Kondisi Soaked

Kadar Kadar Jumlah Nilai CBR (%)

Multi Enzym OMC Tumbukan Waktu Peram (Hari)

(%) (%) 0 7 14 28

0

75

10 0,5 - - -

25 0,7 - - -

56 1,2 - - -

100

10 2,7 - - -

25 3,3 - - -

56 4,5 - - -

125

10 0,9 - - -

25 1,5 - - -

56 1,9 - - -

3

75

10 0,6 0,7 0,7 0,9

25 1,4 1,4 1,2 1,4

56 2,9 2,9 3,1 3,3

100

10 1,9 2,4 3,3 3,4

25 2,7 3,1 4,5 4,8

56 4,1 5,3 6,3 6,7

125

10 1,0 1,9 2,8 2,9

25 1,7 2,7 3,9 3,9

56 2,2 3,8 5,5 5,3

6

75

10 0,6 0,7 0,7 0,9

25 1,9 1,5 1,1 1,4

56 3,1 3,1 2,7 3,3

100

10 2,2 2,4 3,1 3,1

25 3,9 4,1 4,6 4,8

56 4,8 5,0 6,0 6,3

125

10 1,3 1,9 2,4 2,6

25 1,9 3,0 3,6 3,9

56 2,6 4,3 5,1 5,7

Kadar Kadar Nilai CBR Design (%)

Multi OMC

Enzym Waktu Peram (Hari)

(%) (%) 0 7 14 28

0

75 12,0 - - -

100 6,9 - - -

125 1,2 - - -

3

75 23,5 28,0 35,0 36,5

100 13,5 14,0 15,2 17,0

125 2,1 3,2 4,8 5,3

6

75 24,8 31,0 36,0 33,0

100 14,0 15,0 15,5 14,0

125 3,6 3,8 4,5 4,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabel 8. Hasil Pengujian CBR Design Stabilisasi Kondisi Soaked

Kadar Multi Kadar OMC Nilai CBR Design (%)

Enzym Waktu Peram (Hari)

(%) (%) 0 7 14 28

0

75 0,61 - - -

100 3,70 - - -

125 0,85 - - -

3

75 1,60 1,80 1,90 1,90

100 3,80 4,00 5,40 5,90

125 1,80 2,90 4,00 4,80

6

75 1,95 2,10 2,20 2,10

100 4,20 4,80 5,20 5,30

125 3,20 3,30 3,80 4,00

Tabel 9. Hasil Pengujian CBR dan Peningkatannya

Multi

Enzym

Kadar Air Tanah Asli Tanah di Stabilisasi % Peningkatan

OMC % Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked

0 %

75 24,23 12,0 0,59 - - - -

100 32,30 6,9 3,70 - - - -

125 40,38 1,2 0,85 - - - -

3 %

75 24,23 12,0 0,59 36,5 1,90 204,17 222,03

100 32,30 6,9 3,70 17,0 5,90 146,38 59,46

125 40,38 1,2 0,85 5,3 4,80 341,67 464,71

6 %

75 24,23 12,0 0,59 33,0 2,10 175,00 255,93

100 32,30 6,9 3,70 14,0 5,30 102,90 43,24

125 40,38 1,2 0,85 4,9 4,00 250,00 370,59

Tabel 10. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas dan Peningkatannya

Multi

Enzym

Kadar Air Tanah

Asli

Tanah di

Stabilisasi

Peningkatan

( % ) OMC %

0 %

75 24,23 0,315 - -

100 32,30 1,413 - -

125 40,38 0,500 - -

3 %

75 24,23 0,315 17,055 5314,28

100 32,30 1,413 63,730 4410,26

125 40,38 0,500 37,261 7352,20

6 %

75 24,23 0,315 15,708 4886,67

100 32,30 1,413 50,569 3478,83

125 40,38 0,500 22,440 4388,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enzim ini cukup bisa meningkatkan

kekuatan tanah, tetapi akan memerlukan

waktu yang sangat lama untuk

meningkatkan parameter tanah yaitu

sekitar 28 hari.

Selain itu enzim tersebut juga kurang dapat

merubah sifat tanah yang rentan terhadap

kehadiran air, sehingga disarankan untuk

melakukan pengujian lebih lanjut dengan kadar

enzim yang lebih bervariasi, misalnya 1, 2, 4

atau 5 %. Pengujian juga perlu dilakukan pada

tanah yang telah diuji, apakah terjadi

perubahan kimia pada tanah atau tidak.

Perlunya dibuat larutan yang lain agar tanah

bisa cepat digunakan tanpa menunggu cukup

lama. Enzim dapat juga digunakan bersamaan

dengan bahan tambah lain yang berfungsi

untuk mempercepat pengikatan tanah sehingga

dapat langsung digunakan dalam waktu kurang

dari 3 hari.

Daftar Pustaka

Bobi, Firman, “Pemanfaatan Molase yang

telah di fermentasi sebagai soil stabilizer”,

Bandung : Politeknik Negeri Bandung, 2006.

Das, Braja M, “Mekanika Tanah Jilid 1”,

Erlangga, Jakarta, 1998.

Hendarsin, Shirley.L, “Perencanaan Teknik

Jalan Raya”, Politeknik Negeri Bandung,

2002.

Hendri, dkk. “Hand Out Praktikum Uji

Tanah”, Politeknik Negeri Bandung, 2005

Irham, Ekaputra. “Peningkatan Daya Dukung

Tanah Gedebage-Bandung dengan

Menggunakan Renolith”, Politeknik Negeri

Bandung, 2005.

Melissa, Rizky. “Stabilisasi Tanah Kota Baru

Parahyangan dengan Menggunakan Bahan

Tambah Semen dan Kapur”. Politeknik Negeri

Bandung, 2005.

www.Perma-Zyme 11x.com.

*) Staf Pengajar Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Sipil