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