TUGAS AKHIR
KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN SEMEN DAN LIMBAH KARBIT TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG DENGAN PENGUJIAN
KUAT TEKAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSION TEST)
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
110404081 FARADITHA YESIKA
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk menyebarkan beban bangunan kedalamnya.Kondisi tanah di setiap tempat sangatlah berbeda karena tanah secara ilmiah merupakan material yang rumit dan sangat bervariasi.Apabila suatu tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat lunak sehingga tidak sesuai untuk pembangunan, maka tanah tersebut sebaiknya distabilisasi.Bahantambahyangbiasadigunakanuntukstabilisasi
tanahantaralain,semen,kapur, abuterbang,abusekampadi,ataucampuran antara
duaatautigabahantambahtsb. Dalam penelitian ini, bahan tambah yang digunakan adalah semen dan limbah karbit.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui niai index properties akibat penambahan 2% PC dan variasi kadar limbah karbit pada tanah lempung, kemudian
untuk mengetahui nilai kuat tekan maksimum dengan pengujian UCT (Unconfined
Compression Test) akibat adanya penambahan bahan stabilisasi, serta kadar optimum penambahan limbah karbit
Dari hasil penelitian diperoleh bahwa penambahan bahan tersebut benar mempengaruhi index properties dan kuat tekan tanah. Tanah asli yang digunakan
dalam penelitian ini memiliki nilai kuat tekan bebas sebesar 1,43 kg/cm2. Setelah
tanah distabilisasi dengan berbagai variasi kadar limbah karbit diperoleh nilai kuat tekan bebas terbesar terjadi pada kadar penambahan 2% semen + 9% limbah karbit
yaitu sebesar 2,56 kg/cm2. Semakin banyak kadar limbah karbit yang digunakan,
daya dukung akan terus mengalami penurunan tetapi tetap di atas nilai kuat tekan tanah asli.
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat allah swt atas berkat,
rahmat, taufik dan hidayah-nya, penyusunan tugas akhir yang berjudul “Kajian
Efektifitas Penggunaan Semen dan Limbah Karbit Terhadap Stabilitas Tanah
Lempung Dengan Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)”,
dapat diselesaikan dengan baik.Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk melengkapi
persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
Penulisan dan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan,
serta dukungan dari berbagai pihak.Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis
dengan senang hati ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua saya Bapak Eddi Faisal Djansiwar dan Ibu Syamsinur yang
selalu mendidik, merawat, membimbing, memotivasi, serta memberikan
dukungan penuh dengan kesabaran dan cinta kasih sehingga penulis dapat
melewati segala rintangan dengan baik di setiap jenjang pendidikan dan
kehidupan.
2. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT., sebagai dosen pembimbing yang telah sabar
memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada penulis untuk
menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
3. BapakProf. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE.dan Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT.,
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Prof. Dr. Ing.Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik
5. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
6. Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika Tanah
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan
pengajaran kepada Penulis.
8. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
9. Fauzi Irawan Djansiwar, Fahmi Djayadi Djansiwar, dan Ayu Suci Lestari,
selaku abang dan kakak tercinta yang tidak pernah bosan menyemangati
penulis untuk menyelesaikan tugas akhir sesegera mungkin.
10.Sahabat-sahabat penulis yaitu Cut Mita Khalisa yang tanpa henti memberikan
dukungan sembari menyelesaikan tugas akhir bersama-sama di universitas
masing-masing serta kak Fauziah Balqis yang selalu menghibur dan
menyemangati penulis dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.
11.Teman-teman PLAYGROUP yang beranggotakan Nate, Mingko, dan Yolong
yang selalu berhasil menaikkan mood dan semangat setiap kali penulis
merasa down dalam situasi apapun.
12.Nanda Imam Furqoni atas bantuan, doa dan dukungan yang diberikan selama
pengerjaan tugas akhir.
13.Teman-teman Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USU, Jeriko, Joy,
Yogi, Thyo, Iqbal, Novra, Wisman, dan Manimpan yang telah membantu dan
14.Teman kelompok Tugas Akhir sekaligus sahabat baik Intan dan Adel yang
saling membantu dan menyemangati satu sama lain.
15.Senior-senior stambuk 2008 khususnya bang Ozi, bang Ucup, dan bang Ibnu
yang memberikan banyak masukan kepada penulis.
16.Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2011, Rozaqon, Rendra, Eky, Wahyu,
Ilham, Irene, Lini, Meita, Surya dan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah memberi bantuan, dukungan serta semangat dalam
pengerjaan tugas akhir ini.
17.Adik-adik stambuk 2014, khususnya Ridho, Rajib, Arya, Deny, Darma,
Fahrurozi, dan lainnya yang telah meyumbangkan waktu dan tenaga untuk
membantu penulis dalam proses pengerjaan tugas akhir.
18.Seluruh teman-teman sub-jurusan geoteknik yang tidak dapat disebutkan satu
persatu atas doa, semangat, dukungan, serta motivasi yang diberikan.
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 dariBapak dan Ibu Staf
Pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih dan berharap agar tugas akhir ini
dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Medan, Februari 2016
DAFTAR ISI
Daftar Notasi... .. xiv
Daftar Lampiran... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Umum ... 1
1.2 Latar Belakang ... 2
1.3 Tujuandan Manfaat Penelitian ... 4
1.4.1 Tujuan ... 4
1.4.2 Manfaat ... 4
1.4 PembatasanPenelitian ... 4
1.5 MetodologiPenelitian ... 5
1.6 SistematikaPenulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8
2.1 Tinjauan Umum ... 8
2.1.1 Tanah ... 8
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ... 10
2.1.2.1 Kadar Air (Water Content)... 10
2.1.2.2 Angka Pori(Void Ratio)... 11
2.1.2.4 Berat Volume Basah (Unit Weight) ... 12
2.1.2.5 Berat Volume Kering (DryUnit Weight) ... 12
2.1.2.6 Berat Volume Butiran Padat (Soil Volume Weight) ... 13
2.1.2.7 Berat Jenis (Specific Gravity) ... 13
2.1.2.8 Derajat Kejenuhan ... 14
2.1.3 Uji Klasifikasi Tanah ... 15
2.1.3.1 Batas-Batas Atterberg ... 15
2.1.3.2 Gradasi Ukuran Butir ... 20
2.1.3.3 Analisa Hidrometer ... 21
2.1.4 Sistem Klasifikasi Tanah ... 22
2.1.4.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur/Ukuran Butir Tanah... 22
2.1.4.2 Klasifikasi Sistem Kesatuan Tanah (Unified Soil Classification System) ... 23
2.1.4.3 Klasifikasi Sistem AASHTO (AASHTO Classification System) ... 25
2.1.5 Sifat-Sifat Mekanis Tanah ... 26
2.1.5.1Pemadatan Tanah (Compaction) ... 26
2.1.5.2Pengujian Uji Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 27
2.2 Bahan-Bahan Penelitian ... 31
2.2.1 Tanah Lempung ... 31
2.2.1.1 Defenisi Lempung ... 31
2.2.1.2 Lempung dan Mineral Penyusunnya ... 32
2.2.1.3 Sifat Umum Lempung ... 38
2.2.2 Semen ... 42
2.2.2.1 Umum ... 42
2.2.2.2 Semen Portland ... 43
2.2.2.3 Jenis-Jenis Semen Portland ... 44
2.2.3 Limbah Kalsium Karbida (CCR) ... 46
2.3 Stabilitas Tanah ... 47
2.3.1 Konsep Umum Stabilitas Tanah ... 47
2.3.2 Stabilisasi Tanah Dengan Semen ... 49
2.3.3 Stabilisasi Tanah Dengan Karbit ... 50
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 51
3.1 Program Penelitian ... 51
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 51
3.3 Proses Pengambilan Sampling Tanah ... 53
3.4 Pekerjaan Laboratorium ... 54
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ... 54
3.4.2 Uji Sifat Mekanis Tanah ... 54
3.4.2.2Uji UCT (Unconfined Compression Test) ... 55
3.5 Analisis Data Laboratorium ... 56
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 57
4.1 Pendahuluan ... 57
4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 57
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ... 57
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Limbah Karbit ... 60
4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stablilisator ... 61
4.2.3.1Batas Cair (Liquid Limit) ... 62
4.2.3.2Batas Plastis (Plastic Limit) ... 63
4.2.3.3Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ... 64
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 65
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli (Compaction) ... 65
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction) dengan Bahan Stabilisator ... 66
4.3.2.1Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 67
4.3.2.2Kadar Air Optimum Campuran ... 68
4.3.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 74
5.1 Kesimpulan ... 74
Daftar Pustaka ... xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tiga Fase Elemen Tanah 9
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg 16
Gambar 2.3 Cawan Casagrande dan Grooving Tool 17
Gambar 2.4 Ayakan Untuk Pengujian Sieve Analysis 21
Gambar 2.5Alat Hidrometer Jenis ASTM 152H 22
Gambar 2.6Diagram Klasifikasi Tekstur 23
Gambar 2.7Klasifikasi Tanah Sistem Unified 25
Gambar 2.8Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO 26
Gambar 2.9Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah 27
Gambar 2.10Skema Uji Tekan Bebas 28
Gambar 2.11Keruntuhan Geser Kondisi Air Termampatkan qu Sebagai
Kekuatan Tanah Kondisi Tak Tersekap 29
Gambar 2.12Grafik Hubungan Tegangan Normal dan Tegangan Geser 31
Gambar 2.13Struktur AtomMineral Lempung 33
Gambar 2.14Struktur Kaolinite 35
Gambar 2.15StrukturMontmorillonite 36
Gambar 2.17SifatDipolarMolekulAir 40
Gambar 2.18Tarik Menarik Molekul Dipolar PadaLapisanGanda 41
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian 52
Gambar 4.1 Plot Grafik Klasifikasi USCS 59
Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan 59
Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (liquid limit), Atterberg Limit 60
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi
campuran PC dan CCR 62
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi
campuran PC dan CCR 63
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP) dengan
variasi campuran PC dan CCR 64
Gambar 4.7 Kurva Kepadatan Tanah Asli 66
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah denganvariasi campuran 68
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah (qu) dengan
regangan (strain) yang diberikan pada sampel tanah asli
dan tanah remoulded. 71
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan denganvariasi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Berat Jenis Tanah 14
Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 15
Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah 20
Tabel 2.4Hubungan Konsistensi Dengan Kuat Tekan Bebas Tanah
Lempung 29
Tabel 2.5Aktivitas Tanah Lempung 39
Tabel 2.6Persyaratan Standart Komposisi Kimia Semen Portland 46
Tabel 2.7Hasil Pengujian Analisis Kimia Limbah Karbit 47
Tabel 4.1Data Uji Sifat Fisik Tanah 58
Tabel 4.2Data Uji Sifat Fisik Limbah Karbit 60
Tabel 4.3Data Hasil Uji Atterberg Limits 61
Tabel 4.4Data Uji Pemadatan Tanah Asli 65
Tabel 4.5Data Hasil Uji Compaction 67
Tabel 4.6Data Hasil Uji Kuat Tekan Bebas 2% PC dengan Berbagai
Variasi Penambahan CCR 70
Tabel 4.7 Perbandingan Antara Kuat Tekan Tanah Asli dan Tanah
Remoulded 70
DAFTAR NOTASI
�� Berat butiran padat(gr)
�� Berat air(gr)
�� Berat volume butiran padat(gr/cm3)
�� Berat jenis tanah
S Derajat kejenuhan(%)
SL Batas susut
�1 Berat tanah basah dalam cawan percobaan(gr)
�2 Berat tanah kering oven(gr)
�1 Volume tanah basah dalam cawan
�2 Volume tanah kering oven
�� Berat jenis air
LL Batas cair(%)
PL Batas plastis(%)
�� Kuat geser(kg/cm2)
�1 Tegangan utama(kg/cm
2 )
�� Kuat tekan bebas tanah
�� Kohesi
Ø Sudut geser tanah (0)
�� Tegangan runtuh
St Sensitivitas
ε Regangan axial(%)
∆L Perubahan panjang(cm)
Lo Panjang mula-mula(cm)
A Luas rata-rata pada setiap saat (cm2)
Ao Luas mula-mula(cm2)
σ Tegangan(kg/cm2)
P Beban(kg)
k Faktor kalibrasi proving ring
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data UjiLaboratorium, Kadar Air danBeratJenis
Lampiran-2, Data UjiLaboratorium, AnalisaSaringan
Lampiran-3, Data UjiLaboratorium, Atterberg Limit
Lampiran-4, Data UjiLaboratorium, Compaction Test
Lampiran-5, Data UjiLaboratorium, Unconfined Compression Test
Lampiran-6, Data Komposisi Kimia Limbah Karbit
