PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR Ca(OH)2 DAN ABU
SEKAM PADI PADA TANAH LEMPUNG (CLAY) A-7-6
TERHADAP NILAI CBR TANAH DASAR (SUBGRADE)
PADA PERKERASAN JALAN
TUGAS AKHIR
Disusun oleh:
DEVI RETNO WULAN HERAWATI SIAGIAN
07 0424 032
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR Ca(OH)2 DAN ABU
SEKAM PADI PADA TANAH LEMPUNG (CLAY) A-7-6
TERHADAP NILAI CBR TANAH DASAR (SUBGRADE)
PADA PERKERASAN JALAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas
dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh:
DEVI RETNO WULAN HERAWATI SIAGIAN
07 0424 032
Dosen Pembimbing
Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc.
NIP. 19560326 198103 1 003
Penguji I
NIP. 19561224 198103 1 002
ABSTRAK
Tanah dasar (subgrade) yang memiliki plastisitas tinggi dan kapasitas dukung
terhadap beban yang rendah seperti tanah lempung (clay) A-7-6 merupakan
permasalahan pada pengembangan konstruksi jalan raya dan berpengaruh terhadap
batas-batas konsistensi dan nilai CBR tanah. Hal ini akan menyebabkan ketidakstabilan
pada perkerasan jalan, sehingga diperlukan perbaikan pada tanah misalnya dengan
menggunakan bahan stabilisasi yakni limbah industri yang lebih ramah lingkungan dan
lebih ekonomis sebelum dilakukan pekerjaan lapisan berikutnya.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan kapur
Ca(OH)
2dan abu sekam padi dalam mendapatkan perbandingan antara nilai CBR tanah
asli dengan tanah yang telah distabilisasi menggunakan kapur Ca(OH)
2dan abu sekam
padi. Untuk memperoleh campuran bahan stabilizer yang optimum, dilakukan beberapa
kombinasi pancampuran antara abu sekam padi dan kapur, yaitu 4,5 % kapur dan (4 %,
8 % dan 12 %) abu sekam padi. Dengan waktu pemeraman (curing time) (0, 4 dan 7)
hari. Pada campuran tersebut kemudian dilakukan pengujian untuk mengevaluasi
perubahan sifat fisik dan teknis tanah lempung yang distabilisasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa prosentase pencampuran pada tanah
lempung dan 12 % abu sekam padi dengan waktu pemeraman 4 hari memiliki nilai CBR
Laboratorium sebesar 4,86 %. Pada pencampuran tanah lempung dan 4,5 % kapur
Ca(OH)
2dengan waktu pemeraman 7 hari memiliki nilai CBR Laboratorium sebesar
4,90 %. Pencampuran 4,5 % kapur Ca(OH)
2dan 8 % abu sekam padi merupakan
campuran yang paling optimum sebagai bahan stabilisasi, serta menaikkan nilai CBR
Laboratorium (soaked) yaitu dari 2,67 % menjadi 9,33 %. Tanah lempung yang
distabilisasi mengalami peningkatan sifat fisik dan teknis yang paling optimal pada
waktu pemeraman (curing time) 7 hari.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas rahmat dan
berkahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi guna melengkapi
syarat Sidang Sarjana Program Ekstensi Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi yang dibawakan penulis merupakan studi
penelitian laboratorium yang berjudul
“Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)
2Dan
Abu Sekam Padi Pada Tanah Lempung (Clay) A-7-6 Terhadap Nilai CBR Tanah
Dasar (Subgrade) Pada Perkerasan Jalan”
, yang dilakukan di Laboratorium
Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan dan
arahan dari berbagai pihak sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
sebaik-baiknya. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku ketua Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT., selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara;
3. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng,Sc., selaku Pembimbing, sekaligus Koordinator
Program Pendidikan Sarjana Ekstensi Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara yang telah memberikan sumbangan pikiran, arahan dan bimbingan dalam
penulisan skripsi ini;
4. Ibu Ika Puji Astuti, ST, MT., selaku Kepala Laboratorium Mekanika Tanah Departemen
Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;
6. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, M.T., selaku dosen Penguji II;
7. Bapak Ir. Joni Harianto, selaku dosen Penguji III;
8. Bapak/Ibu staf pengajar dan pegawai Fakultas Teknik, Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
9. Istimewa kepada Ayahanda di surga B. Siagian dan Ibunda tercinta S. Panjaitan, beserta
saudara/i saya yang telah memberikan dukungan moral/moril, motivasi, dan perhatian
penuh dalam menyelesaikan skripsi ini;
10. Marthin H. Tambunan, yang selalu memberikan semangat dan motivasi;
11. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara, Marthin ’05, Frengky ’08, Dani ’08, Bang Salamudin ’Polmed, Bapak
Efendi ’Polmed;
12. Rekan- rekan seperjuangan program ekstensi di stambuk ’07 dan ’08;
13. Serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang
tidak bisa saya ucapkan satu persatu.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis menyadari bahwa skripsi ini belumlah
sempurna, disebabkan oleh keterbatasan kemampuan dan pengalaman penulis. Untuk itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari berbagai
pihak untuk kesempurnaan skripsi ini.
Medan, 31 Mei 2012
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB I.
PENDAHULUAN ... 1
1.1. Umum ... 1
1.2. Latar Belakang ... 2
1.3. Perumusan Masalah Penelitian ... 3
1.4. Tujuan Dan Manfaat Penelitian ... 4
1.5. Ruang Lingkup Penelitian ... 4
1.6. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Landasan Teori ... 7
2.2. Sistem Klasifikasi Tanah ... 10
2.2.1. Sistem Unified Soil Classification System (USCS) ... 10
2.2.2. Sistem Klasifikasi AASHTO ... 14
2.3. Sifat-Sifat Umum Mineral Lempung ... 16
2.3.1. Hubungan Volume dan Berat Isi ... 19
2.3.2. Kepadatan Tanah Dasar ... 22
2.3.3. Plastisitas dan CBR Pada Tanah Lempung (Clay) ... 22
2.4. Persyaratan Material Tanah Dasar (Subgrade) ... 27
2.5. Stabilisasi Tanah Sebagai Tanah Dasar (Subgrade) ... 27
2.5.1. Stabilisasi Tanah Dasar (Subgrade) Dengan Menggunakan Zat Additive ... ... 29
2.5.1.1. Stabilisasi Tanah Dasar (Subgrade) Dengan Kapur ... 30
2.5.1.2. Stabilisasi Tanah Dasar (Subgrade) Dengan Abu Sekam Padi (Rice Husk Ash) ... 33
2.5.2. Pengaruh Masa Perawatan (Curing Time) ... 34
2.6. California Bearing Ratio (CBR) ... 36
2.7. Unconfined Compression Test (Kuat Tekan Bebas) ... 38
2.8. Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 38
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 40
3.1. Metode Penelitian ... 40
3.2. Metode Pengumpulan Data ... 40
3.3. Metode Pencampuran Bahan Stabilisasi Tanah ... 40
3.4. Metode Penentuan Dan Pembuatan Sampel ... 42
3.4.1. Sampel Pengujian ... 42
3.4.2. Peralatan Dalam Pengujian ... 43
3.5. Metode Pengujian Sampel ... 44
3.5.1. Pemeriksaan Index Properties ... 45
3.5.1.1. Pengujian Kadar Air ... 45
3.5.1.2. Pengujian Berat Jenis ... 46
3.5.1.3. Pengujian Batas Cair (Liquid Limit) ... 48
3.5.1.4. Pengujian Batas Plastis (Plastic Limit) ... 49
3.5.1.6. Pengujian Hydrometer ... 52
3.5.2. Penelitian Engineering Properties ... 53
3.5.2.1. Pengujian Pemadatan Standard ... 53
3.5.2.2. Pengujian CBR Laboratorium ... 56
3.5.2.3. Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 60
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 64
4.1. Hasil Penelitian ... 64
4.1.1. Tanah Lempung ... 64
4.1.2. Kapur Ca(OH)2 Dan Abu Sekam Padi ... 65
4.1.3. Pengujian Campuran Tanah Lempung, Kapur Ca(OH)2 Dan Abu Sekam ... 65 dan Masa Perawatan Terhadap Batas-Batas Atterberg ………. 68
4.2.1.2. Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)2 dan
Abu Sekam Padi Terhadap Berat Isi Kering
Maksimum (Maximum Density Dry) dan Kadar
Content) ………... 73
4.2.2. Pengaruh Kapur Ca(OH)2 Dan Abu Sekam Padi Terhadap Pemeriksaan Engineering Properties ... 75
4.2.2.1. Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi Terhadap Kekuatan Daya DukungLempung(Clay) ... 75
4.2.2.2.. Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi Terhadap Kekuatan Tekan Bebas (Qu) ....…... 76
4.2.3. Klasifikasi Tanah Lempung (Clay) Yang Telah Dicampur dengan Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi ………... 78
4.2.4. Pengaruh Stabilitas Tanah Lempung (Clay) dengan Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi Terhadap Plastisitas, CBR Laboratorium dan Kuat Tekan Bebas ... 79
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 81
5.1. Kesimpulan ... 81
5.2. Saran ... 83
DAFTAR PUSTAKA ... 85
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Ukuran Saringan Menurut ASTM ... 11
Tabel 2.2. Simbol Klasifikasi Tanah Casagrande ... 13
Tabel 2.3. Sistem Klasifikasi Tanah Unified ... 14
Tabel 2.4. Sistem Klasifikasi AASHTO ... 16
Tabel 2.5. Sifat-sifat Tanah Ditinjau dari Nilai Indekas Plastisitas ... 26
Tabel 2.6. Persyaratan Sifat-sifat Kapur untuk Stabilisasi Tanah ... 31
Tabel 2.7. Perbandingan antara Ca(OH)2 dengan CaO ... 32
Tabel 2.8. Kelebihan Stabilisasi dengan Kapur Ditinjau dari Tiap-tiap Properties ... 32
Tabel 2.19. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 38
Tabel 3.1. Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli ... 42
Tabel 3.2. Sampel Pengujian Untuk Tanah Asli + Kapur Ca(OH)2 + Abu Sekam Padi .... 43
Tabel 4.1. Karakteristik Tanah Lempung ... 65
Tabel 4.2. Karakteristik Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi ... 65
Tabel 4.3. Nilai Batas-batas Atterberg Terhadap Masa Perawatan ... 66
Tabel 4.4. Pengaruh Kapur Ca(OH)2 dan Abu Sekam Padi Terhadap Karakteristik Pemadatan (Compaction) dan Masa Perawatan ... 67
Tabel 4.5. Variasi Nilai CBR Terhadap Masa Perawatan ... 67
Tabel 4.6. Variasi Nilai UCT Terhadap Masa Perawatan ... 68
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram fase tanah ... 9
Gambar 2. Distribusi beban pada struktur jalan ... 9
Gambar 3. Penampang melintang perkerasan lentur jalan raya ... 10
Gambar 4. Rentang nilai lanau dan lempung berdasarkan batas cair dan indeks plastisitas ... 13
Gambar 5. Hubungan antara persentase butiran lempung dengan aktifitas ... 18
Gambar 6. Kurva hubungan kadar air dengan berat voume kering ... 21
Gambar 7. Pengaruh energi pemadatan ... 24
Gambar 8. Batas-batas atterberg ... 25
Gambar 9. Perbandingan indeks plastisitas lempung yang telah dicampur Ca(OH)2 dengan berbagai variasi kadar kapur dan waktu pemeraman ... 36
Gambar 10. Perbandingan nilai CBR lempung yang dicampur Ca(OH)2 dengan berbagai variasi kadar kapur dan waktu pemeraman ... 36
Gambar 11. Perbandingan nilai kuat tekan bebas maksimum lempung yang dicampur Ca(OH)2 dengan berbagai variasi kadar kapur dan waktu pemeraman ………. 36
Gambar 12. Penentuan perkiraan persentase kapur yang dibutuhkan ... 41
Gambar 13. Diagram flowchart pengerjaan tugas akhir ... 63
Gambar 14. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap batas cair (liquid limit) ... 69
Gambar 15. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap batas plastis (plastic limits) .………. 70
Gambar 16. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap indeks plastis (PI) ... 72
Gambar 17. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap berat isi kering maksimum (maximum density dry) ... 73
(optimum moisture content (OMC) ... 74
Gambar 19. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap nilai CBR ... 76
Gambar 20. Grafik pengaruh variasi campuran terhadap nilai kuat tekan bebas
(Unconfined Compression Test) ... 77
Gambar 21. Grafik perbandingan pengaruh pencampuran tanah asli + 4.5% kapur
Ca(OH)2 + 8% abu sekam padi terhadap nilai indeks plastisitas (PI),
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. LAPORAN PEMERIKSAAN TANAH ASLI DAN BAHAN STABILISASI
Lampiran 2. PEMERIKSAAN BATAS – BATAS KONSISTENSI ATTERBERG
(ATTERBERG LIMIT)
Lampiran 3. PEMERIKSAAN PEMADATAN STANDARD (COMPACTION TEST)
Lampiran 4. PEMERIKSAAN CBR LABORATORIUM (SOAKED CBR)
Lampiran 5. PEMERIKSAAN UJI KUAT TEKAN BEBAS (UNCONFINED
COMPRESSION TEST)