TUGAS AKHIR
KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN SEMEN DAN
BOTTOM ASH TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG
DITINJAU DARI NILAI CBR
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
ANGGI RAHMAYANI 11 0404 026
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Tanah lempung diidentifikasikan dengan indeks plastisitas (PI) yang tinggi dan ukuran partikel yang halus apabila tanah mempunyai sifat-sifat seperti ini dan juga mempunyai struktur kristalisasi yang bersifat mengembang merupakan masalah yang nyata. Pengembangan pada tanah lempung dapat dikendalikan sebagian dengan cara stabilisasi dengan campuran seperti kapur,semen dan abu batubara
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbaikan nilai index properties akibat penambahan 1% dan 2% PC dan Bottom ash terhadap tanah lempung, serta untuk mengetahui nilai CBR ( California Bearing Ratio ) akibat penambahan bahan stabilisasi, serta kadar optimum penambahan Bottom ash.Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen dengan pengolahan data yang akan diperoleh dari uji laboratorium.
Dari hasil penelitian diperoleh bahwa sampel tanah asli memiliki kadar air 14,68% ; berat jenis 2,66 ; batas cair 48,15% dan indeks plastisitas34,61%. Kemudian nilai kuat tekan 1,40 kg/cm2.Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis (CL) sedangkan berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.
Setelah tanah distabilisasi dengan berbagai variasi bottom ash dan semen diperoleh kesimpulan bahwa material bottom ashpaling maksimumterjadi pada variasi campuran 2% PC + 9% BAyaitu dengan nilai CBR sebesar 9,93%.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Mahas Esa yang telah
memberikan anugerah, berkat dan karunia-Nya hingga terselesaikannya Tugas
Akhir ini dengan judul “Kajian Efektifitas Penggunaan Semen dan Bottom Ash Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR”.Tugas Akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil
bidang studi Geoteknik pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas
dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak, diantaranya :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai dosen pembimbing dan
sebagai orangtua yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta
motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT., sebagai
Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof. Dr. Ing.Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika
Tanah Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan
memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
8. Keluarga saya yang tercinta, kepada ayah saya Bapak Muhammad Abdi
SH dan kepada ibu saya Ibu Enny Harahap SE yang dengan penuh cinta
kasih dan kesabaran dalam merawat, mendidik, menjaga, mendoakan serta
berjuang dengan keras untuk selalu memenuhi kebutuhan hidupku hingga
berhasil mendapatkan kesempatan untuk menempuh pendidikan yang
tinggi. Semoga Allah SWT. selalu melimpahkan berkat bagi beliau.
9. Untuk saudara- saudaraku yang tercinta, Ichwana Dwika Juni Baskara
Amd, Mutiara Rizky Sha’bani dan Abdillah Toha atas doa, dukungandan
waktu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
10. Untuk yang terkasih Apip Gunaldi Dalimunthe S.P yang selalu memberi
semangat , dukungan, dan waktu yang berharga serta doa nya.
11. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USUyang telah membantu
dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini terkhusus
Jeriko, Tyodan yogi yang selalu dan tidak pernah bosan mengajari saya.
12. Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2011, sylda, mimah, siti , wenny, dwi,
bg rico, hanafi, aref, yandi, reza, zulfuadi, hilman, musdi, imfim dan yang
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah
13. Teman-teman Geoteknik, Zul Taufik, Wilda, Valdi, Zuzu, Ade, Intan Fara,
Ovan, lini, Adel, Evand, iren Surya, Daniel, Wisman, Ari, Sormin dan
Michael.
14. Adik-adik stambuk 2014yang turut memberi dukungan dan bantuan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca.
Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca..
Medan, Desember 2015
Anggi Rahmayani
DAFTAR ISI
Daftar Notasi... .. xii
Daftar Lampiran... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Uraian Umum ... 1
1.2 Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian ... 4
1.3 Rumusan Masalah ... 5
1.4 Batasan Masalah ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Tinjauan Umum ... 7
2.1.1 Pengertian Tanah ... 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ... 9
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Content) ... 9
2.1.2.2 Porositas(Porosity) ... 9
2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)... 9
2.1.2.4 Berat Volume Basah ... 10
2.1.2.5 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) .... 10
2.1.2.7 Berat Jenis (Specific Gravity) ... 10
2.1.2.8 Derajat Kejenuhan (S) ... 11
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg ... 15
2.1.2.9.1 Batas Cair ... 15
2.1.2.9.2 Batas Plastis ... 17
2.1.2.9.3 Batas Susut ... 17
2.1.2.9.4 Indeks Plastisitas ... 19
2.1.3 Klasifikasi Tanah ... 20
2.1.3.1 Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO ... 21
2.1.3.2 Sistem Klasifikasi USCS ... 22
2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 23
2.2.1 Tanah Lempung ... 23
2.2.1.1 Lempungdan Mineral Penyusunnya ... 23
2.2.1.2 Sifat Umum Tanah Lempung ... 30
2.2.1.3 Pengaruh Air Pada Tanah Lempung ... 31
2.2.2 Semen ... 37
2.2.2.1Umum ... 37
2.2.2.2 Jenis-jenis Semen Portland ... 37
2.2.2.3Hidrasi dan Mekanisme Pengerasan Semen ... 39
2.2.2.4Pengaruh Air Terhadap Semen Portland……..40
2.2.3 Bottom Ash (BA) ... 40
2.3 Stabilisasi Tanah ... 41
2.3.2 Stabilitas Tanah dengan Bottom Ash ... 42
2.4 CBR ( California Bearing Ratio ) ... 43
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 47
3.1 Program Penelitian ... 47
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 47
3.3 Proses Pengambilan Tanah ... 49
3.4 Pekerjaan Laboratorium ... 50
3.4.1 Uji Sifat Kimia Bottom Ash ... 50
3.4.2 Uji Sifat FisikTanah ... 50
3.4.3 Uji Sifat Mekanis Tanah ... 51
3.4.2.1Uji Proctor Standar ... 51
3.4.2.2Uji CBR (california bearing ratio) ... 52
3.5 Analisis Data Laboratorium ... 53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 54
4.1 Pendahuluan ... 54
4.2 Pengujian Sifat Kimia Bottom Ash ... 54
4.3 Pengujian Sifat Fisik Bottom Ash ... 54
4.4 Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 55
4.3.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli... 55
4.3.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stablilisator ... 57
4.3.2.1Batas Cair ... 59
4.3.2.2Batas Plastis ... 60
4.5 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 62
4.4.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli... 62
4.4.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction) dengan Bahan Stabilisator ... 63
4.4.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 64
4.4.2.2 Kadar Air Optimum Campuran ... 65
4.4.3 Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ... 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 69
5.1 Kesimpulan ... 69
5.2 Saran ... 70
Daftar Pustaka ... xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Diagram Fase Tanah 8
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg 16
Gambar 2.3Cawan Cassagrande 17
Gambar 2.4Mineral-mineral Lempung 26
Gambar 2.5Diagram skematik struktur kaolinite Struktur atom kaolinite 26
Gambar 2.6Diagram Skematik Struktur Monotrollite 28
Gambar 2.7Diagram Skematik Struktur Illite 30
Gambar 2.8Kation dan Anion Pada Partikel 33
Gambar 2.9Sifat Dipolar Air 33
Gambar 2.10Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda 34
Gambar 2.11 Air Partikel Lempung 35
Gambar 2.12 GrafikHubungan Potensial Elektrostatis 36
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian 48
Gambar4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash 54
Gambar 4.2Plot Grafik Klasifikasi USCS 56
Gambar 4.4Grafik Batas Cair (liquid limit), Atterberg Limit 58
Gambar 4.5Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi
campuran PC dan BA 59
Gambar 4.6Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi
campuran PC dan BA 60
Gambar 4.7Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP) dengan
variasi campuran PC dan BA 61
Gambar 4.8Kurva Kepadatan Tanah Asli 62
Gambar 4.9Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah denganvariasi campuran 63
Gambar 4.10Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
denganvariasi campuran 64
Gambar 4.11Grafik nilai CBR 2% PC dengan variasi campuran
bottom ash 65
Gambar 4.12Grafik nilai CBR 1% PC dengan variasi campuran
bottom ash 67
Gambar 4.13Grafik hubungan nilai CBR tanah asli1% PC,2%
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Berat Jenis Tanah 11
Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan Dan Kondisi Tanah 12
Tabel 2.3 Nilai-Nilai Porositas, Angka Pori Dan Berat Volume 13
Table 2.4 Indeks Plastisitas Tanah 19
Tabel 2.5 Nilai Konsistensi Dalam Range Plastis 20
Tabel2.6 Klasifikasi Tanah Berpasir Sistem AASHTO 21
Tabel 2.7Klasifikasi Tanah Sistem USCS 24
Tabel 2.8AktivitasTanahLempung 31
Tabel 4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash 54
Tabel 4.2 Data Uji Sifat Fisik Bottom Ash 55
Tabel 4.2Data Uji Sifat Fisik Tanah 55
Tabel 4.3Data Hasil Uji Atterberg Limit 58
Tabel 4.4 Data Uji Pemadatan Tanah Asli 62
Tabel 4.5Data Hasil Uji Compaction 64
Tabel 4.6 Data Hasil Uji CBR 2%PC dan 1%PC dengan Berbagai
Variasi Penambahan BA 66
Tabel 4.8 Data Selisih Hasil UjiAntara CBR 2% Dan 1% PC SemenDengan
DAFTAR NOTASI
γb Berat volume basah
Berat volume kering
Berat volume butiran padat
Berat jenis tanah
S Derajat kejenuhan
SL Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan
Berat tanah kering oven
Volume tanah basah dalam cawan
Volume tanah kering oven
IP Indeks plastisitas
LL Batas cair
PL Batas plastis
P Beban
k Faktor kalibrasi proving ring
