PENGARUH PENCAMPURAN KAPUR TERHADAP
PERUBAHAN PERILAKU SIFAT MEKANIS LEMPUNG
LUNAK TARUTUNG, TAPANULI UTARA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan
Prodi D-3 Teknik Sipil
Oleh:
HORAS M.N. SITUMORANG
NIM: 5133210065
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Horas M.N. Situmorang, NIM 5133210065, “PENGARUH PENCAMPURAN
KAPUR TERHADAP PERUBAHAN PERILAKU SIFAT MEKANIS LEMPUNG LUNAK TARUTUNG, TAPANULI UTARA”. Medan : Fakultas
Teknik, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, prodi D-3 Teknik Sipil,Universitas Negeri Medan, 2016.
Tanah merupakan dasar didirikannya suatu bangunan oleh karena itu tanah tersebut harus memiliki daya dukung agar bangunan yang ada diatasnya tidak terganggu atau tidak rusak. Pada umumnya pada setiap tempat memiliki jenis tanah yang berbeda oleh karena itu perlu dilakukan penelitian agar mengetahui jenis tanah yang akan dilakukan pembangunan.
Sampel tanah yang diambil dari Tarutung, Tapanuli Utara yang merupakan jenis tanah lempung lunak. Sifat dari tanah lempung lunak ini adalah dalam keadaan kering bersifat keras sedangkan dalam keadaan basah akan bersifat lunak dan plastis atau kohesif. Tanah tersebut mengalami longsor sehingga membahayakan bangunan diatasnya, oleh karena itu perlu dilakukan stabilisasi pada tanah dengan kapur. Karena kapur meiliki unsur yang dapat memperbaiki sifat-sifat pada tanah lempung.
Untuk memperoleh hasil dari pencampuran kapur dilakukan pengujian analisa saringan pada tanah asli dan uji batas-batas Atterberg dan uji kuat tekan bebas dengan (UCS) dengan variasi campuran tanah lempung lunak dengan kapur 15%, 30%,dan 50% .Dari pengujian hasil didapat bahwa tanah merupakan tanah dengan kohesif tinggi dan dengan pencampuran kapur semakin banyak meningkatkan nilai batas-batas Atterbergdan menurunkan nilai kuat tekan bebas (UCS) dimana penambahan kapur yang semakin banyak mengurangi daya rekat pada tanah yaitu bersifat getas oleh karena itu adanya pencampuran optimal pada tanah yaitu pada pencampuran diantara 30% - 50%.
.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur diucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat,
karunia dan penyertaanNya, sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik.
Adapunjudul Tugas akhir ini adalah “PENGARUH PENCAMPURAN KAPUR TERHADAP PERUBAHAN PERILAKU SIFAT MEKANIS LEMPUNG LUNAK TARUTUNG, TAPANULI UTARA”. Tugas akhir ini merupakan
syarat untuk menyelesaikan Program Studi Teknik Sipil D III untuk memperoleh
gelar Ahli Madya di Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan.
Terwujudnya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan serta
dorongan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupu tidak langsung. Oleh
karena itu ucapan terima kasih yang tidak terhingga:
1. Dr. Nahesson H. Panjaitan, ST., MT. selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir yang telah banyak membantu, mengarahkan, membimbing dan
memberi dorongan sampai Tugas Akhir ini terwujud.
2. Bapak Drs. Toyama Sitompul selaku dosen Penasehat akademik yang
telah membimbing, motivasi penulis sehingga dapat menyelesaikan studi
di JurusanTeknik Sipil Universitas Negeri Medan.
3. Prof. Harun Sitompul M.Pd, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
4. Drs. Asri Lubis, ST, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Bangunan Universitas NegeriMedan.
5. Ibu Irma Novrianty Nasution , ST. M.Ds, selaku Ketua Prodi Teknik
Sipil Universitas Negeri Medan.
6. Kepada Dosen penguji tugas akhir Ibu Syafiatun Siregar.,ST.,MT ,
Bapak Dr. Sarwa., MT, dan Bapak Syahreza Alvan, ST ., M.Si
7. Seluruh staff pengajardan tata usaha di lingkungan Jurusan Pendidikan
ii 8. IbuFanny Purba ,ST. SelakuAsisten Laboratorium Mekanika Tanah
Universitas Negeri Medan.
9. Teristimewa kepada kedua Orang Tua saya M.J.R. Situmorang dan L.
Br. Hutabarat yang telah memberikan nasehat, dana, dan senantiasa memberikan motivasi serta dorongan.
10. Buat saudara saya, baik abang dan adik saya khususnya abangda
Reinhard Situmorang ,SE.Dan Erick P. Situmorang (Doa Ibu Music & Sound) yang banyak memberikan masukan dan juga batuan baik material
maupun pikiran.
11. Buat teman-teman angkatan 2013 yang banyak memberikan dukungan dan
masukkan dalam penyelesaina Tugas Akhir ini sehingga dapat selesai.
12. Buat abang dan kakak stambuk 2012 yang banyak memberikan saran dan
juga motivasi.
13. Buat adik stambuk 2014 yang juga membantu dalam penyusunan dan juga
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
Sangat disadari bahwa Tugas akhir ini masih belum sempurna sehingga kritik dan
saran sangat diharapkan. Semoga kajian ini dapat bermanfaat bagi para pembaca
atau siapa saja yang tertarik dalam Rekayasa Geoteknik.
Medan, Juli 2016
Penyusun
DAFTAR ISI
SURAT PERNYATAAN ... i
LEMBARPENGESAHAN ... ii
ABSTRAK ... iii
KATA PENGANTAR... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR... xi
BAB I. PENDAHULUAN... ..1
1.1 Latar Belakang Masalah ...1
1.2 Identifikasi Masalah...2
1.3 Batasan Masalah ...3
1.4 Rumusan Masalah...3
1.5 Tujuan Penulisan...4
1.6 Manfaat Penulisan...4
BAB II. LANDASANTEOR…….... ..5
2.1 Tanah ...5
2.1.1Analisa Ukuran Butiran...6
1. Tanah Berbutir kasar ...6
2. Tanah Berbutir Halus ...6
2.1.2Klasifikasi Tanah...9
1. Sistem Klasifikasi Tanah USCS...10
vii
2.2 Tanah Lempung Lunak ...13
2.2.1 Karakteristik Fisik Tanah Lempung Lunak ...14
2.2.2 Unsur Pembentuk Mineral Lempung ...16
2.2.3 Interaksi airTerhadap Tanah Lempung ...18
2.3Batas Konsitensi Tanah (atterberg limit)...20
2.3.1 Batas Cair (Liquid Limit)...21
2.3.2 Batas Plastis (Plastic Limit) ...22
2.3.3 Batas Susut (Shrinkage Limit)...22
2.3.4Indeks Plastisitas (Plasticity Index)...23
2.4Kapur ...24
2.5Pengujian Unconfined Compression Test(UCS)...25
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 28
3.1 Tahapan Penelitian...28
3.2 Tempat Dan Waktu Penelitian ...29
3.3 Penyusunan Metodologi Penelitian ...30
3.4 Persiapan Alat dan Bahan ...30
3.5 Pelaksanaan Pengujian...31
3.5.2 Pembuatan Sampel Benda Uji ...36
3.5.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas (UCS)...38
BAB IV. HASIL DATA PENELITIAN ...39
4.1 Analisa Saringan Pada Tanah Asli...39
4.2 Analisa Pencampuran Tanah Dengan Kapur ...41
4.3.1 Test Batas Cair (Liquid Limit) ...42
4.3.2 Test Batas Plastisitas (Plastic Limit) ...47
4.3.3 Test Batas Plastisitas (Plastic Limit) ...50
4.3.4 Test Batas Susut (Shrinkage Limit) ...51
4.4 Hasil Pengujian UCS (Unconfined Compressive Strength)...54
BAB IV. HASIL DATA PENELITIAN ... 60
5.1 Kesimpulan ...60
5.2 Saran ...61
DAFTAR PUSTAKA...62
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pembagian Tanah berbutir kasar dan halus dengan ukuran...5
Tabel 2.2. Simbol pada system klasifikasi tanah unifed(hardiyatmo,2006) ...10
Tabel 2.3. Nilai Indeks plastisitas dan macam tanah ...22
Tabel 2.4. Hubungan kekuatan tekan bebas (qu) tanah lempung dengan konsitensi .25 Tabel 4.1 Hasil penyaringan sampel tanah asli...38
Tabel 4.2. Variasi campuran pembuatan sampel benda uji ...40
Tabel 4.3. Hasil pengujian batas cair pada tanah asli ...41
Tabel 4.4. Hasil pengujian batas cair tanah asli dengan campuran 15% kapur ...42
Tabel 4.5. Hasil pengujian batas cair tanah asli dengan campuran 30% kapur ...43
Tabel 4.6. Hasil pengujian batas cair pada tanah asli ...44
Tabel 4.7. Hasil pengujian batas cair seluruh variasi campuran kapur...45
Tabel 4.8. Hasil pengujian batas plastis pada tanah asli ...46
Tabel 4.9. Hasil pengujian batas plastis campuran tanah asli dengan 15% kapur ...46
Tabel 4.10. Hasil pengujian batas plastis campuran tanah asli dengan 30% kapur ...47
Tabel 4.11. Hasil pengujian batas plastis pada tanah asli + 50% kapur ...47
Tabel 4.12. Hasil pengujian batas plastis seluruh variasi campuran kapur ...48
Tabel 4.13. Nilai indek plastisitas semua variasi campuran kapur. ...49
Tabel 4.14. Hasil perhitungan berat bahan kering pada pengujian batas susut ...50
Tabel 4.15. Hasil perhitungan air raksa untuk menetukan volume tanah kering...50
Tabel 4.16. Hasil perhitungan batas susut tanah dengan variasi campuran kapur...51
Tabel 4.18. Hasil pengujian UCS pada tanah asli...53
Tabel 4.19. Hasil pengujian UCS pada campuran tanah asli dengan 15% kapur ...54
Tabel 4.20. Hasil pengujian UCS pada campuran tanah asli dengan 30% kapur ...55
Tabel 4.21. Hasil pengujian UCS pada campuran tanah asli dengan 50% kapur ...56
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik analisis distribusi saringan...7
Gambar 2.2. Nilai-nilai atterberg untuk subkelompok tanah...11
Gambar 2.3. (a) Lembaran alumunium, (b)lembaran silika ...15
Gambar 2.4. Silika Thetrahedral ...16
Gambar 2.5. Alluminium Octahedron...16
Gambar 2.6. Diagram skematik struktur kaolinite...17
Gambar 2.7. Diagram skematik struktur illite ...18
Gambar 2.8. Hubungan Kadar air, dan Perubahan volume .(Hardiyatmo, 2006) ....20
Gambar 2.9. Cara dan Alat pengujian Batas cair(Hardiyatmo, 2006) ...21
Gambar 2.10. Skema pengujian tekan bebas ...24
Gambar 3.1. Kerangka metode penelitian ...28
Gambar 3.2. Lokasi pengambilan sampel tanah ...30
Gambar 3.3. Keadaanlokasi pengambilan contoh tanah...31
Gambar 4.1 Grafik semilogaritma pada analisis distribusi saringan tanah asli ...39
Gambar 4.2. Grafik hubungan kadar air dengan jumlah ketukan pada tanah asli .41 Gambar 4.3. Grafik hubungan kadar air (%) dengan jumlah ketukan (n) pada campuran tanah asli dengan 15% kapur ...42
Gambar 4.4. Grafik hubungan kadar air (%) dengan jumlah ketukan (n) pada Campuran tanah asli dengan 30 % kapur...43
Gambar 4.5 Grafik hubungan kadar air (%) dengan jumlah ketukan (n) pada campuran tanah asli dengan 50 % kapur...44
Gambar 4.6. Grafik hubungan kadar air dengan variasi campuran kapur ...45
Gambar 4.7. Grafik hubungan batas cair dengan variasi campuran Kapur ...48
Gambar 4.9. Grafik hubungan tekanan dengan waktu pada tanah asli...53 Gambar 4.10. Grafik hubungan tekanan dengan waktu pada campuran tanah asli
dengan 15% kapur ...54
Gambar 4.11. Grafik hubungan tekanan dengan waktu pada campuran tanah asli dengan 30% kapur ...55
Gambar 4.12. Grafik hubungan tekanan dengan waktu pada campuran tanah asli dengan 50% kapur ...56
1 BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah
Tanah merupakan dasar didirikannya suatu bangunan oleh karena itu tanah
tersebut harus memiliki daya dukung agar bangunan yang ada diatasnya tidak
terganggu atau tidak rusak. Pada umunya pada setiap tempat memiliki jenis
tanah yang berbeda oleh karena itu perlu dilakukan penelitian agar
mengetahui jenis tanah yang akan dilakukan pembangunan. Tanah lempung
lunak merupakan suatu jenis tanah yang kurang baik apabila didirikan
konstruksi bangunan diatasnya karena tanah lempung lunak adalah jenis tanah
kohesif yang mepunyai daya rekat antar butir-butir dan juga jenis tanah ini
sangat banyak menyerap air sehingga daya dukung tanah menurun. Pada
penelitian ini tanah yang diambil merupakan tanah yang bersal dari Tarutung,
Tapanuli Utara dimana alasan mengambil tanah tersebut, karena tanah
merupakan tanah lempung lunak dan juga tanah tersebut sering mengalami
longsor sehingga membahayakan konstruksi diatasnya yaitu bangunan hotel,
sehingga dikhawatirkan akan berpengaruh pada bangunan seperti terjadi
longsor, adanya retakan pada dinding bangunan, penurunan pada
pondasi.Sifat dari tanah lempung lunak ini adalah dalam keadaan kering
bersifat keras sedangkan dalam keadaan basah akan bersifat lunak dan plastis
atau kohesif, jadi tanah lempung lunak sangat dipengaruhi oleh air.
Oleh sebab itu perlu di kaji kembali sifat-sifat propertis dan juga sifat-sifat
mekanis dari tanah tersebut, hal ini dilakukan agar dapat diketahui daya
dukung tanah dan juga besar beban yang dapat di terima oleh tanah tersebut
agar tanah tersebut dapat didirikan bangunan perlu dilakukannya stabilisasi
yaitu guna untuk memperbaiki sifat-sifat tanah yang kurang mendukung dan
juga kurang baik sehingga tanah tersebut dapat di dirikan konstruksi
bangunan.Oleh karena itu agar tidak terjadi kerusakan pada konstruksi
yaitu menggunakan bahan yang dapat bereaksi dengan tanah atau dapat
menahan air sehingga tidak bercampur dengan tanah asli dan tanah tidak
mengembang.
Bahan yang dipilih untuk memperbaiki tanah tersebut adalah kapur, dimana
kapur tersebut memiliki unsur yang bisa menahan air dan juga dapat
memperbaiki sifat-sifat fisik ataupun mekanis yang dimiliki tanah asli
sebelumnya, dan juga pemilihan penamabahan kapur juga didasari adanya
penelitian yang dituliskan dalam jurnal mengenai stabilisasi tanah dengan
kapur, dimana kapur merupakan bahan yang dapat memperbaiki sifat-sifat
dari tanah lempung lunak. dan juga kapur merupakan bahan yang banyak
dijumpai di kalangan masyarakat luas.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas adapun masalah ialah bagaimana pengaruh
penambahan kapur terhadap tanah lempung lunak daerah Tarutung, Tapanuli
Utara dan adapun ruang lingkup pada penelitian ini di batasi pada :
1. Tanah yang menjadi sampel merupakan tanah longsor dimana diatas tanah
tersebut didirikan konstruksi bangunan hotel. karena dengan longsornya
tanah akan berpengaruh pada bangunan.
2. Perlu adanya perbaikan pada tanah lempung tersebut untuk mengurangi
dan mencegah terjadinya longsor perbaikan pada tanah tersebut dilakukan
dengan stabilisasi, dan bahan yang digunakan adalah kapur.
3. Pengaruh yang terjadi pada tanah lempung lunak jika dilakukan
3 1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah diatas telah dapat dijelaskan akan
terdapat pengaruh dan juga perubahan dari pencampuran tanah lempung
lunak dengan kapur dengan cara yaitu :
1. Uji analisa distribusi saringan untuk mengetahui karakteristik tanah asli
2. Uji nilai-nilai Atterberg Limit terhadap perubahan sifat awal tanah asli
dengan melakukan pengujian Batas Cair (Liquid Limit), batas Plastis
(Plastic Limit), Indeks Plastisitas (plasticity Indeks), dan Batas Susut
(Shrinkage Limit).
3. Perubahan seperti apa yang terjadi pada tanah lempung lunak ketika
terjadinya pencampuran kapur Dengan variasi campuran 15%, 30%, dan
50%.
4. Perubahan yang terjadi pada sifat mekanis tanah dengan adanya campuran
kapur dan akan di uji dengan cara Unconfined Compression Test(UCS).
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas, maka dengan ini penulis dapat
merumuskan rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakarakteristik tanah asli melalui pengujian analisa distribusi
saringan.
2. Berapa besar nilai- nilai Atterberg Limit pada tanah asli.
3. Apa pengaruh penambahan variasi campuran kapur dengan tanah asli
terhadap nilai Atterberg Limit.
4. Bagaimana perubahan yang terjadi pada tanah lempung lunak dengan
campuran kapur terhadap kuat tekan bebaspadatanahdengan
1.5 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk :
1. Untuk mengetahui karakteristik tanah asli melalui analisa distribusi
saringan.
2. Untuk mengetahui nilai-nilaiAtterberg Limit dari tanah asli.
3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan kapur dengan tanah lempung asli
terhadap nilai Atterberg Limit.
4. Untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada kuat tekanbebas tanah
lempung lunak dengan penambahan kapur dengan pengujian UCS
(Unconfined Compression Test).
1.6 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat yang diharapkan dari penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Dapat dijadikan sebagai bahan referensi bagi para pembaca khususnya
dibidang rekayasa geoteknik.
2. Hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi daerah yang memiliki jenis dan
sifat tanah yang ada di daerah Tarutung, Tapanuli Utara.
3. Dapat mengetahui perubahan nilai batas-batas Atterberg Limit terhadap
tanah lempung lunak yang dicampur dengan kapur.
4. Dapat dijadikan alternatif untuk stabilisasi tanah dengan melakukan
60 BAB V
PENUTUP 5.1 Kesimpulan
1. Hasil analisa distribusi saringan nilai dari Cc = 1,6 dan Nilai Cu = 24,61,
dari hasil pengujian dan perhitungan tanah asli ataupun tanah lempung tesebut
merupakan tanah lempung bergradasi baik karena nilai dari Cc diantara 1 dan
3, kemudian nilai dari Cu > 15 maka tanah disimpulkan begradasi sangat baik.
2. Nilai batas Atterberg Limit dari tanah asli yaitu batas cair = 58,60%,
batas plastis = 30%, dan batas susut = 30,15%. Dari hasil indeks plastisitas
tanah didapat nilainya = 28,6 % dari hasil tersebut tanah disimpulkan tanah
lempung dengan kohesif yang tinggi dengan pengertian yaitu dimana daya
lekat antar butir pada tanah tersebut kuat .
3. Nilai batas Atterbergdari komposisi campuran 15%,30%, dan 50%. Pada
pengujian 15% didapat indeks plastisitas = 4,80 pada campuran 30% = 2,98
dan pada komposisi 50% = 1,4 dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan
bahwa penambahan kapur semakin banyak akan mempengaruhi nilai dari batas
cair yaitu presentasenya semakin tinggi bats plastis presentasenya semakain
kecil dan juga batas susut prtesentasenya semakin tinggi.
4. Hasil pengujian pada UCS (Unconfined Compression Test) pada tanah asli =
8,9 kg/cm2 , 15% = 7 kg/cm2 , 30% = 7,5kg/cm2 dan pada 50% = 5,5 kg/cm2
dengan penambahan kapur yang lebih banyak berpengaruh pada nilai UCS
5.2 Saran
1. Pada saat peparasi dan juga pada pembuatan sampel pada saat ingin
melakukan pengujian harus dijaga dengan baik dan juga perlu adanya
perawatan agar sampel tetap bagus dan utuh sehingga tidak mengurangi nilai
ataupun hasil dari pengujian tersebut.
2. Sebelum melakukan percobaan perlu diperhatikan alat-alat yang digunakan
karena alat yang digunakan harus benar-benar bersih dan juga dalam kondisi
baik.
3. Dalam melakukan pengujian UCS (unconfined compression test)
perpupataran pada alat tersebut perlu dijaga agar perputaran konstan tidak
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1997, Annual Book of AASTHO, Section 4. 08, Philadelphia, USA
Bowles, J.E.,1984,Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Penerbit Erlangga, Jakarta
Chen, F.H., 1975, Foundation on Expansive Soils, Developments in Geotechnical
Engineering 12, Else-Vier Scientific Publishing Company, New York.
Craigh, R.F., 1987, Mekanika Tanah, Edisi 4 Erlangga, Jakarta.
Das, B.M.,1993,Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis),Erlangga, Jakarta.
Hardiyatmo, H.C., (1992), Mekanika Tanah I. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Hardiyatmo, H.C., (2003), Mekanika Tanah II, . Universitas Gajah Mada,
Yogyakarta
Hardiyatmo, H.C., (2006), Mekanika Tanah I, Edisi Kedua. Universitas Gajah
Mada, Yogyakarta.
Soedarma.D.G dan Purnomo.J.E. (1993), Mekanika Tanah I, penerbit Kanisius, Yogyakarta
Wesley L. D., 1977, Mekanika Tanah, Penerbit Badan Pekerjaan Umum, Jakarta SNI 03-4147-1996, Spesifikasi kapur untuk stabilisasi tanah,
SNI 03-34371994,Tata perencanaan stabilisasi kapur unutk jalan raya
Surat Edaran Menteri PekerjaanUmum No.01/SE/M/2010,Pemberlakukan Pedoman Pelaksanaan Stabilisasi Bahan Jalan Langsung DiTempat Dengan Bahan Serbuk Pengikat, Departemen Pekerjaan Umum.
Risman, 2011, Lama pemeraman stabilisasi kapur kedalam tanah lempung Sendang mulyo meningkatkan kepadatan kering, Orbith, vol 4 no.2-Juli 2011
