PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP
PENINGKATAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan
OLEH
SYAPUTRI SITOMPUL
NIM. 5133210040
ABSTRAK
Syaputri Sitompul : Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Peningkatan Kuat
Geser Tanah Lempung. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
2017
ABSTRACT
Syaputri Sitompul : Influence The Addition Of Lime On Increased Strong Sliding Land Clay. Duty The End. Engineering Faculty State University Of Medan. 2017
The purpose of this research is to know the influence of the addition of lime to increased soil shear strong clays by doing the test the physical properties and mechanical properties of the soil. Clay soil is taken from the area of Sibolga Tarutung km. 11 in the village of Banuaji II, district Adiankoting, North Tapanuli Regency who have a less good land for use as a land base in the Foundation of the highway. This looks at the broken road subgrade and wavy. This is caused effectiveness of the improvement of soil clays with the addition of limestone can be seen from the nature of the physical and mechanical properties of the soil. Physical properties test among others liquid limit, boundary, boundary plastis shrink. Whereas one of these mechanical properties test of shear strength directly. To know the influence of the mixing of soil clays with lime is then done by mixing variations making lime of 0%, 5%, 10%, 15% and 20%. Physical properties test results obtained maximum value by blending lime 20% i.e. of which decrease the liquid limit by 30%, the plastis limit 26,47%, and the shrinkage limit of 36.04%, so come by the decline in the index of plastisitasnya of 3.52%. While the mechanical test results including the addition of 5% of the value of cohesion and lime angle shear respectively amounting to 1.28 kg/cm2 and 37.950, increased to 1.44 kg/cm2and 63.770on mixing lime 20%. Based on results of the research showed the addition of lime, can improve the physical and mechanical properties of the soil of which can degrade the soil plasticity and increasing the value of angle of sliding in value as well as cohesion.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena atas berkat
dan rahmat-Nya, penulis diberikan kesehatan dan kekuatan sehingga penulis
mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar Ahli Madya Pada
Program Studi D3-Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan, yang
berjudul “Pengaruh Kapur Terhadap Peningkatan Kuat Geser Tanah Lempung”. Sesuai judul diatas tugas akhir ini membahas tentang karakteristik tanah lempung yang distabilisasi dengan kapur.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulisan
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Nahesson Panjaitan ST.,MT selaku Dosen Pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan Penulis dalam
penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak Drs. Asri Lubis, ST.,M.Pd, Bapak Sutrisno, ST., MT dan Bapak
Syahreza Alvan, ST.,M.Si sebagai dosen penguji sidang Tugas Akhir yang
telah memberikan waktu dan masukan agar Tugas Akhir saya menjadi lebih
baik.
3. Bapak Prof. Dr. Harun Sitompul. M.Pd sebagai Dekan Fakultas Teknik
ii
4. Bapak Drs. Asri Lubis, ST, M.Pd, sebagai Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Bangunan dan dosen penasehat akademik yang telah membimbing penulis
selama perkuliahan.
5. Ibu Irma Novrianty Nasution, ST., M.Ds, selaku Ketua Program Studi D3
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
6. Bapak dan Ibu Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri
Medan.
7. Teristimewa kepada keluarga besar tercinta, Ayahanda Edi Syahputra
Sitompul dan Ibunda Sariah Siregar serta kakak dan adik saya yang tercinta
Uli Mutiara Sitompul, Debi Saulina Sitompul, Ratna Ayu Sitompul dan
Syarifuddin Sitompul yang telah memberikan doa, dukungan, semangat dan
materi sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
8. Sahabat –sahabat yang saya sayangi Vera siagian, Hasyifa Syamil, dan Betri
Anggriani Tambunan yang selalu memberi kebersamaan, semangat, dukungan
untuk terselesaikannya tugas akhir ini.
9. Terkhusus Kak Fanny Novita Purba, selaku Asisten Lab Pendidikan Teknik
Bangunan UNIMED yang tidak bosan – bosannya memberikan arahan,
bimbingan dan semangat selama penelitian dan penyelesaian tugas akhir ini.
10. Seluruh teman-teman seperjuangan keluarga besar D-3 Teknik Sipil stambuk
2013 yang saya kasihi, yang selalu memberikan semangat dan banyak
Akhir kata penulis mengharapkan agar Tugas Akhir ini dapat memberikan
manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Penulis menyadari
bahwa isi tugas akhir ini mempunyai kekurangan, oleh karena itu penulis
mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun guna menyempurnakan
tugas akhir ini. Sekian dan terima kasih.
Medan, Januari 2017
iv
2.1 Tanah... 6
2.2 Tanah Lempung ... 6
2.3 Sifat Indeks dan Klasifikasi Tanah ... 9
2.3.1 Ukuran Partikel Tanah ... 9
2.3.2 Analisa Pembagian Butir... 10
2.3.3 Konsistensi dan Plastisitas ... 12
2.3.4 Sistem Klasifikasi Tanah... 16
2.4 Pemadatan Tanah ... 23
2.5 Stabilisasi Tanah ... 24
2.6 Kapur... 28
2.7 Kuat Geser Tanah... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 32
3.1 Uji Sifat Fisik Tanah ... 32
3.1.1 Kadar Air Tanah... 32
3.1.2 Analisa Saringan ... 34
3.1.3 Atterberg Limit Batas Cair... 36
3.1.4 Atterberg Limit Batas Plastis ... 40
3.1.5 Atterberg Limit Batas Susut... 43
3.2 Uji Sifat Mekanik Tanah ... 48
3.2.1 Pengujian Kepadatan Standar ... 46
3.2.2 Pengujian Kekuatan Geser Langsung ... 52
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 57
vi
4.2 Karakteristik Tanah Asli ... 57
4.2.1 Pengujian Analisa Saringan Tanah Asli... 57
4.2.2 Pengujian Kadar Air ... 59
4.2.3 Pengujian Batas–Batas Atterberg... 60
4.2.4 Pengujian Kepadatan Standar ... 63
4.2.5 Pengujian Kuat Geser ... 64
4.3 Pengujian Sifat–Sifat Tanah Yang Distabilisasi Kapur ... 69
4.3.1 Pengujian Indeks Properties Yang Distabilisasi ... 69
4.3.2 Pengujian Uji Geser Yang Distabilisasi ... 75
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 79
5.1 Kesimpulan ... 79
5.2 Saran... 80
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Indeks Plastisitas Tanah ... 14
Tabel 2.2 Hubungan Antara Ip, Ws, & Potensi Perubahan Volume... 15
Tabel 2.3 Potensi Pengembangan Tanah ... 15
Tabel 2.4 Simbol-simbol yang digunakan pada sistem Unified ... 17
Tabel 2.5 Klasifikasi tanah sistem Unified ... 21
Tabel 2.6 Sistem klasifikasi tanah AASHTO ... 22
Tabel 2.7 Hubungan Antara Sudut Geser Dalam Dengan Jenis Tanah ... 31
Tabel 4.1 Data Pengujian Analisa Saringan... 58
Tabel 4.2 Data Pengujian Kadar Air ... 59
Tabel 4.3 Data Pengujian Batas Cair ... 60
Tabel 4.4 Data Pengujian Batas Plastis... 61
Tabel 4.5 Data Pengujian Batas Susut ... 62
Tabel 4.6 data Pengujian Kuat Geser ... 65
Tabel 4.6 Karakteristik Tanah Asli ... 68
Tabel 4.7 Data Pengujian Atterberg Limit ... 69
Tabel 4.8 Karakteristik Tanah Berdasarkan Persentase Kapur ... 74
Tabel 4.9 Pengujian Kuat Geser Dalam ... 75
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Diagram Alir Penelitian ... 5
Gambar 2.1 Rentang Ukuran Partikel ... 10
Gambar 2.2 Diagram Plastisitas... 17
Gambar 2.3 Daerah Batas Cair Dan Indeks Plastisitas Tanah ... 19
Gambar 2.4 Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat Isi Kering Tanah... 24
Gambar 2.5 Interaksi tegangan normal/vertikal ( ) dan tegangan geser/horisontal ( ) pada bidang keruntuhan massa tanah. ... 30
Gambar 3.1 Peralatan Pengujian Kadar Air Tanah ... 34
Gambar 3.2 Peralatan Pengujian Analisa Saringan... 36
Gambar 3.3 Peralatan Pengujian Batas Cair ... 39
Gambar 3.4 Peralatan Pengujian Batas Plastis... 42
Gambar 3.5 Peralatan Pengujian Batas Susut ... 47
Gambar 3.6 Skema Pemadatan ... 51
Gambar 3.7 Peralatan Pengujian Kepadatan Standart... 52
Gambar 3.8 Peralatan Pengujian Kekuatan Geser Langsung... 56
Gambar 4.1. Grafik Analisa Butiran Tanah Lempung ... 58
Gambar 4.2 Grafik Antara Pukulan Dengan Kadar Air... 61
Gambar 4.3 Kurva Hubungan Kadar Air Dengan Berat Volume Tanah Kering . 64 Gambar 4.4 Hubungan Antara Tegangan Geser dan Tegangan Normal ... 65
Gambar 4.5 Kurva Batas Cair Berdasarkan Prosentase Kapur ... 70
Gambar 4.6 Kurva Batas Plastis Berdasarkan Prosentase Kapur ... 71
Gambar 4.8 Kurva Indeks Plastisitas Berdasarkan Prosentase Kapur ... 73
ix
DAFTAR SINGKATAN
LL : Liquid Limit
PL : Plastis Limit
SL : Shrinkage Limit
PI : Indeks Plastisitas
USDA : United State Departement of Agricultural
AASHTO : American Association of State Highway and Transportation
Officials
USCS : Unified Soil Classification System
ASTM : American Society for Testing and Materials
USBR : United State Bureau of Reclamation
USACE : United State Army Corps of Engineer
Cu : Coefisien Uniformitad
Cc : Curvature Coefisient
DAFTAR BAHASA ASING
Liquid Limit : Batas Cair
Plastis Limit : Batas Plastis
Shrinkage Limit : Batas Susut
Plasticity Indeks : IndeksPlastisitas
CoefisienUniformitad : KoefisienKeseragaman
Curvature Coefisient : KoefisienKelengkungan
Group Indeks : KelompokIndeks
United State Departement of Agricultural : InggrisnegaraDepartemenPertanian
Unified Soil Classification System : Sistemklasifikasibersatutanah
United State Bureau of Reclamation : Inggrisnegara biro reklamasi
United State Army Corps of Engineer : InggrisnegaratentaraKorpsinsinyur
American Society for Testing and :MasyarakatAmerikaUntuk
Materials Pengujian Dan Material
American Association of State Highway : AsosiasiAmerikadari Negara Jalan
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Permohonan Judul dan Pembimbing Tugas Akhir
Lampiran 2. Surat Penugasan Dosen Pembimbing
Lampiran 3. Surat Pergantian Judul Tugas Akhir
Lampiran 4. Surat Penggunaan Laboratorium
Lampiran 5. Daftar Asistensi Tugas Akhir
Lampiran 6. Daftar Revisi Perbaikan Tugas Akhir
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanah lempung merupakan partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari
0,002 mm. Partikel – partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi di dalam
tanah yang kohesif (Bowles, 1991). Lempung (clay) sebagian besar terdiri dari
partikel mikroskopis dan submikroskopis yang berbentuk lempengan–lempengan
pipih dan merupakan partikel – partikel dari mika, mineral – mineral lempung
(clay minerals), dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya (Das, 1995).
Umumnya tanah lempung sangat kurang menguntungkan dalam konstruksi teknik
sipil yaitu kuat gesernya rendah dan kompresibilitas yang besar. Hal ini
disebabkan karena stuktur tanahnya terganggu.
Perilaku tanah lempung, terutama kuat uji geser perlu diselidiki. Karena
sebagian besar tanah yang ada di Indonesia termasuk dalam kategori tanah
lempung. Salah satunya tanah yang berada di daerah Tarutung Sibolga Km.11
tepatnya di Desa Banuaji II, Kecamatan Adiankoting, Tapanuli Utara. Di daerah
tersebut tanah lempungnya masih tergolong tanah lempung yang kurang baik
apabila digunakan sebagai penopang pondasi bangunan konstruksi apapun
terutama konstruksi jalan raya. Ini terlihat pada subgrade jalan yang pecah dan
bergelombang.
Ada beberapa sifat–sifat tanah lempung yang perlu diperhatikan dalam suatu
2
sifat fisis, yaitu batas konsistensi, kadar air, ukuran butiran. Permasalahan yang
biasanya timbul dari tanah lempung ini yaitu tingkat sensitifitasnya yang terlalu
tinggi terhadap perubahan kadar air, sehingga perlu dilakukan perbaikan tanah,
diantaranya dengan menggunakan kapur. Diharapkan setelah melakukan
perbaikan tanah, sensitifitas tanah lempung terhadap kadar air akan semakin
rendah. Sehingga tanah lempung dapat digunakan sebagai penopang pondasi
dalam konstruksi jalan raya.
Alternatif yang dilakukan untuk perbaikan tanah lempung agar lebih stabil yaitu
dengan penambahan kapur.Kapur yang digunakan dalam penelitian ini, jenis kapur
Tohor yang biasa digunakan sebagai bahan bangunan. Kapur telah banyak di teliti
dalam pemanfaatannya sebagai bahan untuk perbaikan tanah, dan hasilnya dapat
meningkatkan daya dukung tanah.
Untuk mengetahui pengaruh pencampuran kapur dengan tanah lempung
maka dilakukan dengan cara membuat variasi pencampuran kapur sebesar 0%,
5%, 10%, 15% dan 20%, sehingga mendapatkan nilai yang maksimal terhadap
peningkatan kuat geser tanah dengan melakukan uji sifat properties (fisik) dan
sifat mekanis tanah lempung. Sifat properties itu sendiri yaitu uji batas cair (LL),
batas plastis (PL), dan batas susut (SL) sedangkan sifat mekanis yaitu uji kuat
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan pada latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka penulis
dapat mengidentifikasi masalah yaitu memperbaiki tanah lempung di Desa
Banuaji II, Kecamatan Adiankoting, Tapanuli Utara dengan melakukan uji sifat
properties dan mekanis pada tanah lempung dengan variasi pencampuran kapur
sehingga didapat pengaruh kapur terhadap peningkatan kuat geser tanah lempung.
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas dapat dirumuskan beberapa
masalah antara lain sebagai berikut :
1. Apa jenis tanah lempung Tarutung Sibolga Km.11 berdasarkan sistem
klasifikasi tanah?
2. Bagaimana pengaruh variasi kapur 5%, 10%, 15%, dan 20% terhadap sifat
propertis tanah lempung?
3. Bagaimana pengaruh variasi kapur 5%, 10%, 15%, dan 20% terhadap
peningkatan kuat geser tanah lempung?
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam penelitian batasan masalah diterapkan untuk menghindari
perkembangan permasalahan yang terlalu luas. Batasan masalah dalam penelitian
ini meliputi :
1. Penelitian menggunakan tanah yamg diambil dari Desa Banuaji II,
4
2. Identifikasi Campuran kapur yang digunakan adalah 5%, 10%, 15%, dan
20% dengan waktu pemeraman 10 hari.
3. Batasan penelitian yang dilakukan dilaboratorium meliputi :
a. Uji sifat – sifat fisik tanah meliputi batas cair (LL), batas plastis (PL),
batas susut (SL)
b. Uji kuat geser langsung (direct shear test)
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui jenis tanah lempung Tarutung Sibolga Km.11 berdasarkan sistem
klasifikasi tanah.
2. Mengetahui pengaruh kapur terhadap sifat properties pada tanah lempung
terhadap variasi kapur 5%, 10%, 15%, dan 20%.
3. Mengetahui peningkatan nilai kuat geser pada tanah lempung terhadap variasi
kapur 5%, 10%, 15%, dan 20%.
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui pengaruh yang ditimbulkan oleh penambahan kapur terhadap
tanah lempung
2. Diharapkan dapat dijadikan sebagai acuan dalam mengembangkan suatu
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Bedasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1. Berdasarkan hasil uji sifat fisis tanah asliTarutung Sibolga Km.11, Desa
Banuaji II, Kecamatan Adiankoting, Tapanuli Utara, menurut United Soil
Classification System, tanah lempung Tarurutng Sibolga termasuk dalam
kelompok OL atau tanah berbutir halus >50% melalui ayakan 200 adalah
sebesar 67.55% yaitu termasuk lempung berlanau organik dengan plastisitas
rendah dan mempunyai potensial pengembangan yang rendah.
2. Hasil uji batas Atterberg campuran tanah dan penambahan kapur dengan
pemeraman 10 hari menunjukkan penurunan plastisitastanah. Besarnya nilai
batas cair mengalami penurunan pada penambahan kapur 20%sebesar 1,90%,
nilai batas plastis mengalami peningkatan maksimum sebesar 3,3% pada
penambahan kapur 20%, nilai batas susut mengalami peningkatan maksimum
pada penambahan kapur 20% sebesar 11,05% dan nilai indeks plastisitas
mengalami penurunan pada penambahan kapur 20% sebesar 5,2%.Hasil ini
menunjukkan bahwa kapur dengan mineral lempung bereaksi, sehingga dapat
memperkecil indeks plastisitas tanah. Penurunan nilai indeks plastisitas
disebabkan karena naiknya nilai batas plastis dan disertai dengan penurunan
78
3. Nilai maksimum uji geser langsung terjadi pada penambahan kapur 20% dan
sebesar 63,770. Peningkatan nilai kuat geser disebabkan oleh kadar air dan
kepadatan serta lama pemeraman juga memperbaiki nilai uji geser langsung
karena dengan adanya pemeraman maka akan menyebabkan tanah dengan
kapurdapat bereaksi lebih baik.
5.2 Saran
Melihat hasil dari penelitian ini perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
denganmemperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Untuk penelitian selanjutnya perlu adanya penambahan pencampuran kapur
sehingga mendapatkan nilai batas dan kuat geser yang optimum.
2. Untuk pengujian geser, perlu adanya variasi penambahan beban pada uji geser
DAFTAR PUSTAKA
Ariyani, Ninik,.M, Ana Yuni. 2016. Pengaruh Penambahan Kapur Pada Tanah
Lempung Ekspansif Dari Dusun Bodrorejo Klaten.Teknik Sipil UKRIM
Yoyakarta
Bowles, J. E. 1991. Analisa dan Desain Pondasi. Edisi keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Bowles, J.E. 1993. Sifat – sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah).
Jakarta: Erlangga.
Canonica, Lucio. ETHZ, CE. 1991. Memahami Mekanika Tanah. Bandung: Angkasa.
Craig, R.F,. S, Budi Susilo. 1989. Mekanika Tanah. Jakarta: Erlangga
Das, Braja M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip – prinsip Rekayasa Geoteknis).
Jakarta: Erlangga
Fadilla, Nita. 2014.Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)
Pada Stabilitas Tanah Lempung Dengan Campuran Semen Dan Abu Sekam Padi. Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
Grim, R.E. 1953.Clay Mineralogy. New York: Mc.Graw-Hill Book Company.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2002. Mekanika Tanah 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Hardiyatmo, Hary Christady. 2010. Teknik Pondasi 2. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Hariman Palar S,. Monintja, Turangan. 2013. Pengaruh Pencampuran Tras Dan
Kapur Pada Lempung Ekspansif Terhadap Nilai Daya Dukung. Jurnal Sipil
Statik, Vol.1, No.6: 390-399
Hillel, Daniel. 1980. Fundamentals Of Soil Physics. New York: Academic Press
Lynda, Angelina. 2013. Karakteristik Kuat Geser Tanah Dengan Metode
Stabilisasi Biogrouting Bakteri bacillus Subtilis. Fakultas Teknik Universitas
Hasanuddin Makassar
M,S,. Hanafiah, K,A. 2005. Dasar–Dasar Ilmu Tanah. Jakarta: Pt Raja Grafindo
Persada.
Nurdian, Syahreza,. Setyanto,.Afriani, Lusmeilia. 2015. Korelasi Parameter
Kekuatan Geser Tanah Dengan Menggunakan Uji Triaksial Dan Uji Geser Langsung Pada Tanah Lempung Substitusi Pasir. JRSDD, Vol. 3, No. 1,
Hal:13–26
Panjaitan, Nahesson H,. Suhairani,. Batubara, Hamidun. 2016. Panduan
Praktikum Mekanika Tanah. Universitas Negeri Medan
Panjaitan, Nahesson H,.Sinuraya, Arwadi. 2015. Cation Exchanges on Stabilized
Soft Clay Using Electrokinetic Process. IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN). Vol. 05, Issue 11: 10-15
Peck, Ralph B,. Hanson, Walter E,.Thornburn, Thomas H. 1996. Teknik Fondasi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Soedarmo, Djatmiko,. Purnomo, S.J.E. 1997. Mekanika Tanah 1. Yogyakarta: Kanisius.
Santosa, Budi,.Suprapto, Heri,. HS, Suryadi. 1998. Dasar Mekanika Tanah. Jakarta: Gunadarma.
Terzaghi, Karl,. Ralph, Peck. 1987. Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa
Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
