TUGAS AKHIR
STABILISASI TANAH LEMPUNG
DENGAN MENGGUNAKAN ABU GUNUNG VULKANIK DITINJAU DARI NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
SAMUEL MARIO ARNOLDI NAPITUPULU 11 0404 039
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Umumnya sebagian besar wilayah Indonesia terdiri oleh tanah lempung
dengan pengembangan yang cukup besar (plastisitas tinggi). Tanah lempung
umumnya digunakan sebagai bahan timbunan jalan raya. Sifat umum tanah
lempung adalah sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis dalam
keadaan kadar air sedang. Namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung akan
bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Oleh sebab itu, tanah lempung perlu
dilakukan stabilisasi. Dalam penelitian ini, bahan tambah stabilisasi yang
digunakan adalah abu gunung vulkanik yang berasal dari Gunung Sinabung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan nilai index
properties dari penambahan abu gunung vulkanik dengan variasi pencampuran
2%-20% pada tanah lempung dengan pemeraman 1 hari dan 14 hari, kemudian
untuk mengetahui nilai CBR (California Bearing Ratio) tanah setelah distabilisasi
dengan abu gunung vulkanik, serta mencari kadar pencampuran dengan lama
pemeraman yang efektif pada nilai CBR maksimum.
Dari hasil penelitian diperoleh nilai CBR maksimum dari seluruh pengujian
adalah campuran 10% abu gunung vulkanik pada pemeraman selama 14 hari
sebesar 8,95%. Nilai CBR tersebut meningkat seiring lamanya pemeraman
dimana pada saat pemeraman 1 hari, nilai CBR campuran 10% abu gunung
vulkanik dan tanah lempung menghasilkan nilai sebesar 8,22%.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan atas kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara, dengan judul “Stabilisasi Tanah Lempung Dengan
Menggunakan Abu Gunung Vulkanik Ditinjau Dari Nilai California Bearing Ratio”.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1. Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
5. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.
6. Teristimewa dihati buat kedua orang tua saya, Ayah dan Ibu dan juga abang
saya Alfred yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat
kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan
do’a yang tiada batas untuk saya.
7. Buat teman satu tim dengan saya Wisman Sitorus dan Ronny Hutauruk.
8. Buat teman-teman seperjuangan 2011, Tatanojisokhi, Manimpan, Candra,
Defrin, Rio, Triboy, Jannes, Advent, Peter dan mahasiswa teknik sipil lainnya
yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan
bantuannya selama ini.
9. Terima kasih buat Anggi Osyka yang menjadi motivasi saya dalam
menyelesaikan skripsi.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya
pemahaman saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Desember 2016
Penulis
DAFTAR ISI
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3
1.3.1 Tujuan ... 3
1.3.2 Manfaat ... 4
1.4 Pembatasan Penelitian ... 4
1.5 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Tinjauan Umum ... 7
2.1.1 Tanah ... 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ... 8
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Water Content) ... 8
2.1.2.2 Porositas (Porosity) ... 9
2.1.2.4 Derajat Kejenuhan (Degree of Saturation) .. 10
2.1.2.5 Berat Volume (Unit Weight) ... 11
2.1.2.6 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) ... 11
2.1.2.7 Berat Volume Butiran Padat (Soil Volume Weight) ... 11
2.1.2.8 Berat Jenis (Specific Gravity) ... 12
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit)... 13
2.1.2.9.1 Batas Cair (Liquid Limit) ... 13
2.1.2.9.2 Batas Plastis (Plastic Limit) ... 14
2.1.2.9.3 Batas Susut (Shrinkage Limit) ... 15
2.1.2.9.4 Indeks Plastisitas (Plasticity Index).. 15
2.1.2.9.5 Indeks Kecairan (Liquidity Index) .... 16
2.1.2.10Klasifikasi Tanah ... 17
2.1.2.10.1 Sistem Klasifikasi Unified Soil Classificiation System (USCS) .18 2.1.2.10.2 Sistem Klasifikasi AASHTO ... 21
2.1.3 Sifat-sifat Mekanis Tanah ... 22
2.1.3.1 Pemadatan Tanah (Compaction) ... 22
2.1.3.2 Pengujian California Bearing Ratio (CBR) . 25 2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 27
2.2.1 Tanah Lempung ... 27
2.2.1.1 Sifat Umum Tanah Lempung ... 31
2.2.2 Abu Gunung Vulkanik (AGV) ... 37
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Abu Gunung Vulkanik .... 41
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 42
3.1 Program Penelitian ... 42
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 42
3.3 Proses Sampling ... 44
3.4 Pekerjaan Laboratorium ... 44
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ... 44
3.4.2 Uji Sifat Mekanis Tanah ... 45
3.4.2.1Uji Proctor Standard ... 45
3.4.2.2Uji CBR (California Bearing Ratio) ... 46
3.5 Analisis Data Laboratorium ... 48
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 49
4.1 Pendahuluan ... 49
4.2 Pengujian Sifat Fisik ... 49
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ... 49
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik ... 52
4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stablilisator ... 53
4.2.3.1Batas Cair (Liquid Limit) ... 55
4.2.3.2Batas Plastis (Plastic Limit) ... 56
4.2.3.3Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ... 57
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 58
dengan Bahan Stabilisator ... 59
4.3.2.1Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 61
4.3.2.2Kadar Air Optimum (wopt ) ... 62
4.3.3 Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 66
5.1 Kesimpulan ... 66
5.2 Saran ... 68
DAFTAR PUSTAKA ... 69
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah 7
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg 13
Gambar 2.3 Cawan Cassagrande dan Grooving Tool 14
Gambar 2.4 Hubungan Antara WP, WL dan WN Dalam Menghitung
LI atau IL 17
Gambar 2.5 Klasifikasi Tanah Sistem USCS 20
Gambar 2.6 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO 22
Gambar 2.7 Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah 24
Gambar 2.8 Alat Pemeriksa Nilai CBR di Laboratorium 27
Gambar 2.9 Struktur Kaolinite 29
Gambar 2.10 Struktur Illite 30
Gambar 2.11 Struktur Montmorillonite 31
Gambar 2.12 Sifat Dipolar Molekul Air 34
Gambar 2.13 Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda 35
Gambar 2.14 Kation dan Anion Pada Partikel 36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 43
Gambar 4.1 Plot Grafik Klasifikasi USCS 50
Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan Tanah Asli 51
Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (Liquid Limit), Atterberg Limit Tanah Asli 52
Gambar 4.4 Grafik Analisa Saringan Abu Gunung Vulkanik 53
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Nilai Batas Cair (LL) dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Nilai Batas Plastis (PL) dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 56
Gambar 4.7 Grafik Hubungan Nilai Indeks Plastisitas (IP) dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 57
Gambar 4.8 Kurva Kepadatan Tanah Asli 59
Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering Maksimum
(γd maks) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 61
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum
(wopt ) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
dengan Lama Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 62 Gambar 4.11 Grafik Hubungan Antara Nilai CBR
dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 10
Tabel 2.2 Berat Spesifik Tanah 12
Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah 16
Tabel 2.4 Aktivitas Tanah Lempung 32
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik 39
Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah 50
Tabel 4.2 Data Uji Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik 52
Tabel 4.3 Data Hasil Uji Atterberg Limit dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 54
Tabel 4.4 Data Uji Pemadatan Tanah Asli 58
Tabel 4.5 Data Hasil Uji Compaction dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari 60
Tabel 4.6 Data Hasil Uji CBR Laboratorium dengan Variasi Campuran
IP Indeks plastisitas
LL Batas cair
PL Batas plastis
CBR California Bearing Test
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data Uji Laboratorium, Kadar Air dan Berat Jenis
Lampiran-2, Data Uji Laboratorium, Analisa Saringan
Lampiran-3, Data Uji Laboratorium, Atterberg Limits, Compaction Test &
California Bearing Ratio
Lampiran-4, Data Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik
