• Tidak ada hasil yang ditemukan

KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN ABU VULKANIK DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG DITINJAU DARI NILAI CBR DAN PENGUJIAN

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN ABU VULKANIK DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG DITINJAU DARI NILAI CBR DAN PENGUJIAN"

Copied!
16
0
0

Teks penuh

(1)

KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN ABU VULKANIK

DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP STABILITAS TANAH

LEMPUNG DITINJAU DARI NILAI CBR

DAN PENGUJIAN

KUAT TEKAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSION TEST

)

TUGAS AKHIR

Diajukanuntukmelengkapitugas-tugasdanmemenuhisyarat UntukmenjadiSarjanaTeknikSipil

DisusunOleh :

12 0404 008

MUHAMMAD IQBAL ABIDIN

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Tanah lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sering digunakan dalam proses stabilisasi. Metode yang sering digunakan yaitu stabilisasi tanah dengan penambahan bahan stabilisator. Pada penelitian ini stabilisasi tanah lempung dilakukan dengan penambahan abu vulkanik dan abu sekam padi. Material abu vulkanik sebagai stabilisator yang memiliki kandungan silika yang tinggi yaitu sebesar 82,04% dan abu sekam padi yang memiliki kandungan silika yaitu sebesar 89,8%.

Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah yaitu sifat fisik dan sifat mekaniknya. Tanah lempung yang diteliti berasal dari Patumbak, Deli Serdang sedangkan abu vulkanik yang dipakai berasal dari Gunung Sinabung dan abu sekam padi adalah hasil pembakaran batu bata Secanggang dari Stabat.

Dari penelitian ini diperoleh bahwa sampel tanah memiliki kadar air 12,35%; berat jenis 2,65; batas cair 46,73%; dan indeks plastisitas 26,33%. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis (CL) yaitu lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang.Berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.

Variasi campuran yaitu dengan 75% tanah asli, abu vulkanik 2,5% - 25% dan abu sekam padi 2,5% - 25% dari berat kering sampel tanah dengan masa pemeraman 14 hari.Hasil penelitian menunjukan bahan stabilisasi abu vulkanik dapat memperbaiki sifat fisik dan mekanis tanah lempung. Untuk nilai Batas-batas Atterberg

mengalamipenurunan setelah distabilisasi. Indeks Plastisitas tanah menurun dari 26,33% menjadi 5,31% pada penambahan 2,5 % abu vulkanik + 22,5% abu sekam padi. Sementara pada sifat mekanis tanah, diperoleh nilai CBR yang optimal pada pencampuran tanah 75% + 25% abu gunung vulkanik adalah 15,48%, dan penambahan 25 % abu vulkanik menyebabkan kuat tekan tanah meningkat dari 1,38 kg/cm2 menjadi 2,23 kg/cm2. Hasil penelitian ini menunjukkan penggunaan abu sekam padi tidak begitu dianjurkan.

Kata Kunci: lempung, abu vulkanik,abu sekam padi,stabilisasi tanah, kuat tekan bebas, cbr.

(3)

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 Abu Vulkanik dan

Abu Sekam Padi Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR dan Penggunaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression

Test)”.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. Kedua orang tua saya yang tercinta, kepada Ayah saya Drs. Isyrin Usman dan kepada Mama saya Dr. Henny Safitri yang telah sabar dalam merawat, mendidik, menjaga, mendoakan saya hingga sampai saat ini. Semoga Allah Swt selalu melimpahkan kesehatan dan rezeki bagi orang tua saya yang tiada putus-putusnya.

2. Kedua adikku yaitu Siti Afrah Afifah dan M. Irfan Yusuf atas doa,

dukungan dan bantuan semangat dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

3. Ibu Ika Puji Hastuty, S.T, M.T., sebagai dosen pembimbing yang telah

memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(4)

4. BapakProf. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, dan Bapak Ir. Rudi Iskandar, M.T sebagai Dosen Pembanding dan Penguji yang telah memberikan masukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Prof. Dr. Ing.Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

7. Ibu Ika Puji Hastuty, S.T, M.T., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika

Tanah Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

8. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi.

9. Seluruh Staf Pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

10. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USU yang telah membantu dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini terkhusus Prasetyo Ramadhan, Ade Indra Utama Lubis, Novratama, Alby dan Juanda yang selalu membantu dan tidak pernah bosan mengajari saya.

11. Sepupu-sepupuku Ikhsan Kamal Lubis dan Akmal Adlin Daulay.

12. Sahabat – sahabat saya yang terdiri dari Nirwan, Anshar, Hendra, Vany, Beby, Onzet, Tio, Ade, Ridwan, Mitra, Joseph, Rido, Risa, Hafni, Titi, dan Novi yang selalu memberi dukungan dan semangat dalam keadaan apapun,

(5)

yang menjadi tempat bercerita, tertawa bersama selama kuliah di Teknik Sipil USU.

13. Teman kelompok Tugas Akhir Giovanni Ramadhany Ginting yang selalu bersemangat dan menghibur saat mengerjakan Tugas Akhir ini.

14. Rekan-rekan seperjuangan Stambuk 2012, Gery, Nefri, Arep, Bagus, Nanda, Fathur, Dicky, Hace, Juraida, Muiz, Debo, Indra, Kevin dan yang lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah memberi dukungan serta semangat.

15. Adik-adik Stambuk 2015, Agung, Farid dan yang lainnya yang telah membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

16. Seluruh teman-teman sub-jurusan geoteknik yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas doa, semangat, dukungan, serta motivasi yang diberikan 17. Siti Nur Suflah atas bantuan, doa dan dukungan motivasi yang diberikan

selama pengerjaan tugas akhir.

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. Tuhan memberkati.

Medan, Nopember 2016

12 0404 008 Muhammad Iqbal Abidin

(6)

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi... v

Daftar Gambar ... ... ix

Daftar Tabel ... .. xii

Daftar Notasi... .. xiii

Daftar Lampiran... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Umum ... 1

1.2 Latar Belakang ... 2

1.3 Rumusan Masalah... 3

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 4

1.3.1 Tujuan ... 4

1.3.2 Manfaat ... 4

1.5 Pembatasan Penelitian ... 5

1.6 Sistematika Penulisan... 6

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

(7)

2.1.2.3 Porositas (Porocity)... 11

2.1.2.4 Berat Volume Basah (Unit Weight) ... 12

2.1.2.5 Berat Volume Kering (Dry Unit 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 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit) ... 15

2.1.4 Gradasi Ukuran Butiran... 21

2.1.5 Klasifikasi Tanah ... 24

2.1.5.1Klasifikasi Berdasarkan Tekstur/Ukuran Butir Tanah... ... 24

2.1.5.2 Klasifikasi Sistem Kesatuan Tanah (Unifed Soil Classification System)………... 25

2.1.5.3 Sistem Klasifikasi AASHTO……… 28

2.1.6 Sifat-sifat Mekanis Tanah ... 31

2.1.6.1 Pemadatan Tanah ... 31

2.1.6.2 Pengujian Caifornia Bearing Ratio (CBR) .. 32

2.1.6.3 Pengujian Uji Tekan Bebas ... 34

2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 37

2.2.1 Tanah Lempung ... 37

2.2.1.1 Definisi Lempung... 37

2.2.1.2 Lempung dan Mineral Penyusunnya ... 38

(8)

2.2.2 Abu Gunung Vulkanik (AGV) ... 48

2.2.2.1 Umum ... 48

2.2.3 Abu Sekam Padi (ASP) ... 50

2.3 StabilitasTanah ... 51

2.3.1 Stabilitas Tanah dengan Abu Gunung Vulkanik ... 53

2.3.2 Stabilats Tanah dengan Abu Sekam Padi ... 54

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 55

3.1 Program Penelitian ... 55

3.2 Pekerjaan Persiapan ... 55

3.3 Proses Pengambilan Sampling Tanah ... 57

3.4 Pelaksanaan Pengujian ... 58

3.4.1 Tanah ... 58

3.4.1.1 Tanah Asli ... 58

3.4.1.2 Tanah yang Distabilisasi ... 58

3.4.2 Abu Vulkanik ... 58

3.4.3 Abu Sekam Padi ... 59

3.5 Analisis Data Laboratorium ... 59

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 60

4.1 Pendahuluan ... 60

4.2 Pengujian Sifat Fisik ... 60

4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ... 60

4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik dan Abu Sekam Padi ... 63 4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan

(9)

Stablilisator ... 65

4.2.3.1 Batas Cair ... 66

4.2.3.2 Batas Plastis ... 68

4.2.3.3 Indeks Plastisitas ... 69

4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 70

4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli ... 70

4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction) dengan Bahan Stabilisator ... 71

4.3.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 72

4.3.2.2 Kadar Air Optimum Campuran ... 74

4.3.3 Pengujian CBR(California Bearing Ratio) ... 76

4.3.4 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 83

5.1 Kesimpulan ... 83

5.2 Saran ... 85

Daftar Pustaka ... xvi

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elemen Tanah Dalam Keadaan Tanah Asli dan Tiga Fase

Elemen Tanah 9

Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg 16

Gambar 2.3 Cawan Cassagrande dan Grooving Tool 18

Gambar 2.4 Hubungan Antara Wp, Wl dan Wn 21

Gambar 2.5 Ayakan Untuk Pengujian Sieve Anlysis 22

Gambar 2.6 Diagram Klasifikasi Tekstur 25

Gambar 2.7 Hubungan antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah 32

Gambar 2.8 Alat Pemeriksa Nilai CBR di Laboratorium 34

Gambar 2.9 Skema Uji Tekan Bebas 35

Gambar 2.10Keruntuhan Geser Kondisi Air 36

Gambar 2.11Struktur Atom Mineral Lempung 39

Gambar 2.12Struktur Kaolinite 41

Gambar 2.13Struktur Montmorillonite 42

Gambar 2.14Struktur Illite 44

Gambar 2.15Sifat Dipolar Molekul Air 46

(11)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 56

Gambar 4.1 Plot Grafik Klasifikasi USCS 62

Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan Tanah Asli 62

Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (Liquid Limit), Atterberg Limit 63

Gambar 4.4 Grafik Analisa Saringan Abu Gunung Vulkanik 64

Gambar 4.5 Grafik Analisa Saringan Abu Gunung Sekam Padi 65

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Cair dengan Variasi

Campuran AGV dan ASP 67

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Cair dengan Variasi

Campuran ASP dan AGV 67

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Plastis dengan

Variasi Campuran AGV dan ASP 68

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Plastis dengan

Variasi Campuran ASP dan AGV 68

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Nilai Indeks Plastisitas dengan

Variasi Campuran AGV dan ASP 68

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Antara Nilai Indeks Plastisitas dengan

(12)

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Antara Nilai Berat isi Kering Maksimum Tanah dengan Variasi Campuran AGV dan

ASP 73

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Antara Nilai Berat isi Kering Maksimum Tanah dengan Variasi Campuran ASP dan

AGV 74

Gambar 4.15 Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum Tanah

(wopt )dengan Variasi Campuran AGV dan ASP 75

Gambar 4.16 Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum Tanah

(wopt )dengan Variasi Campuran ASP dan AGV 75

Gambar 4.17Grafik Hubungan Nilai CBR dengan Variasi Campuran

AGV dan ASP 77

Gambar 4.18Grafik Hubungan Nilai CBR dengan Variasi Campuran

ASP dan AGV 78

Gambar 4.19Grafik Hubungan Nilai Kuat Tekan Tanah dengan Regangan (Strain) Pada Sampel Tanah Asli dan

Remoulded 80

Gambar 4.20 Grafik Kuat Tekan dengan dengan Variasi Campuran AGV

dan ASP 81

Gambar 4.21 Grafik Kuat Tekan dengan dengan Variasi Campuran ASP

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah 14

Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 15

Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah 20

Tabel 2.4 Klasifikasi Sistem Kesatuan Tanah 27

Tabel 2.5 Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO 30

Tabel 2.6 Hubungan Konsistensi dengan Kuat Tekan Bebas 36

Tabel 2.7 Aktivitas Tanah Lempung 45

Tabel 2.8 Komposisi Kimia Abu Vulkanik 49

Tabel 2.9 Hasil Pengujian Analisi Kimia Abu Sekam Padi 51

Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah 61

Tabel 4.2 Data Uji Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik 63

Tabel 4.3 Data Uji Sifat Fisik Abu Sekam Padi 64

Tabel 4.4 Data Uji Hasil Uji Atterberg Limit 66

Tabel 4.5 Data Hasil Uji Pemadatan Tanah Asli 71

Tabel 4.6 Data Hasil Uji Pemadatan Tanah dengan Bahan Stabilisator 72

Tabel 4.7 Data Hasil CBR dengan Variasi Campuran 77

Tabel 4.8 Data Hasil Kuat Tekan Bebas dengan Variasi Campuran 79

(14)

DAFTAR NOTASI

V Volume tanah(cm3)

Vs Volume butiran padat(cm3)

Vv Volume pori(cm3)

Vw Volume air di dalam pori(cm3)

Va Volume udara di dalam pori (cm3)

W Berat tanah (gr)

𝑊𝑊𝑠𝑠 Berat butiran padat(gr)

𝑊𝑊𝑤𝑤 Berat air(gr)

ω Kadar air(%)

𝑛𝑛 Porositas

𝑒𝑒 Angka pori

γb Berat volume basah(gr/cm3)

𝛾𝛾𝑑𝑑 Berat volume kering(gr/cm3)

𝛾𝛾𝑠𝑠 Berat volume butiran padat(gr/cm3)

𝐺𝐺𝑠𝑠 Berat jenis tanah

S Derajat kejenuhan(%)

SL Batas susut(%)

𝑚𝑚1 Berat tanah basah dalam cawan percobaan(gr)

𝑚𝑚2 Berat tanah kering oven(gr)

𝑣𝑣1 Volume tanah basah dalam cawan (cm3)

𝑣𝑣2 Volume tanah kering oven (cm3)

(15)

IP Indeks plastisitas(%)

LL Batas cair(%)

PL Batas plastis(%)

𝜏𝜏𝑓𝑓 Kuat geser(kg/cm2)

𝜎𝜎1 Tegangan utama(kg/cm2)

𝑞𝑞𝑢𝑢 Kuat tekan bebas tanah(kg/cm2)

𝑐𝑐𝑢𝑢 Kohesi(kg/cm2)

Ø Sudut geser tanah (0)

𝜏𝜏𝑓𝑓 Tegangan runtuh(kg/cm2)

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

(16)

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, CBR Test

Lampiran-6, Data UjiLaboratorium, Unconfined Compression Test Lampiran-7, Data Komposisi Kimia Abu Vulkanik dan Abu Sekam Padi Lampiran-8, Dokumentasi Pelaksanaan

Referensi

Dokumen terkait

Cephalic tetanus adalah bentuk tetanus lokal yang lebih jarang terjadi dengan manifestasi klinis adalah trismus dan disfungsi satu atau lebih nervus cranialis dengan

Similarly, an unexpected slowdown in aggregate demand growth could occur, causing aggregate demand to rise more slowly than expected; for a time unanticipated inflation would

Banyaknya manfaat yang nyata termasuk perkembangan kognitif yang bagus untuk anak belum dapat memotivasi orang tua utamanya ibu untuk menyusui secara optimal bayi-bayi

Beberapa mikroba (seperti algae dan jamur) cukup besar untuk dapat dilihat dengan mata telanjang, namun kedua organisme masih dimasukkan dalam kajian mikrobiologi, hal ini

Mengenai kesesuaian kedua fungsi 'rersebut dengan status akimtan pubiik yang seharusnya independen, 58% dari kelompok pemakai dan 22% dari kelompok akuntan juga

[r]

[r]

Hasil penelitian menunjukkan ada beberapa konsonan yang mengalami interferensi bahasa Jawa yaitu bunyi konsonan hambat atau stop, ﺽ [ ɖ ] yang berdistribusi di awal kata,