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