TUGAS AKHIR
KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN SEMEN PORTLAND DAN LIMBAH KARBIT TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG
DITINJAU DARI NILAI CBR
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
110404082 INTAN NOVIA SARI
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Tanah lempung yang memiliki kadar mineral lempung yang tinggi akan mudah dipengaruhi oleh air, sehingga akan mempengaruhi sifat kembang susutnya dan daya dukung tanah. Penggunaan tanah lempung sebagai material konstruksi kurang memberi kebaikan bagi konstruksi, karena tanah lempung memiliki sifat yang kurang baik terhadap kelangsungan pekerjaan kontruksi. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat dan kekuatan tanah lempung .Stabilisasi merupakan salah satu usaha dalam memperbaiki kondisi tanah yang memiliki indeks propertis yang kurang baik misalnya dengan menambahkan bahan kimia pada tanah. Salah satunya dengan menambahkan tanah lempung dengan limbah karbit.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbaikan nilai index properties akibat penambahan 2% PC dan limbah karbit terhadap tanah lempung, serta untuk mengetahui nilai daya dukung CBR(California Bearing Ratio) akibat penambahan bahan stabilisasi, serta kadar optimum penambahan Limbah Karbit.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan 2% semenpada tanah memiliki nilai cbr sebesar 5,76%, dan penambahan 2% semen dan 9% limbah karbit dengan waktu pemeraman 14 hari memiliki nilai cbr terbesar yaitu 9,95%. Hasil perlakuan terhadap nilai CBR pada kondisi tidak terendam (unsoaked) menunjukkan kenaikan nilai CBR hingga kadar campuran limbah karbit 9% dan mengalami penurunan pada kadar campuran limbah karbit 10% dan11%.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia – Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Kajian Efektifitas Penggunaan Semen Portland Dan Limbah Karbit Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau Dari Nilai Cbr”.Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, Penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi karena bantuan dari berbagai pihak, penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis Bapak Purwarno, SS, MA.,dan Ibu Surya Ningsihyang dengan penuh cinta kasih, kesabaran, dan ketabahan dalam merawat, mendidik, menjaga, mendukung serta mendoakan agar penulis bisa terus lebih baik dalam hal apapun.
2. Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT., sebagai dosen pembimbing yang telah memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Prof. 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 Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil 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 selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
9. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USUyang telah membantu dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini khususnya Prasetyo dan Iqbal yang banyak meluangkan waktu dan membantu penulis.
10.Ketiga adik tersayang Sylvia Mardhatillah, Khairiah Wilda dan Mhd. Azka Rizqullah yang selalu mendoakan dan memberikan semangat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
11.Surendra Agung Hanggono yang selalu memberikan semangat, dukungan, doa juga bantuan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
12.Teman kelompok Tugas Akhir sekaligus sahabat baik Faraditha dan Adel yang saling membantu dan menyemangati satu sama lain.
13.Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2011, Rozaqon, Wahyu, Eky, Ilham, dan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah memberi dukungan serta semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini. 14.Teman-teman Geoteknik, Iren, Lini, Jeriko, Surya, Sormin, Ade, Wilda
dan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas doa, semangat, dukungan, serta motivasi yang diberikan.
15.Teman-temanSastra Inggris UISU, Wirda, Kak Yani, Dewi, dan Kak Novi yang selalu memberi dukungan dan semangat dalam keadaan apapun. 16.Teman-teman SMA,Keke, Rini, Oktia, Nindy, Hafiz, Nugha, Bibi, dan
Hanafi yang selalu menyemangati dan mengingatkan untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir ini.
18.Adik-adik stambuk 2014, Ridho, Rajib, Arya, Deny, Darma, Fahrurozi dan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yg yang telah meyumbangkan waktu dan tenaga untuk membantu penulis dalam proses pengerjaan Tugas Akhir.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar–besarnya bagi kita semua. Amin.
Medan, Februari 2016
DAFTAR ISI
Daftar Notasi... .. xii
Daftar Lampiran... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Umum ... 1
1.2 Latar Belakang ... 3
1.3 Tujuandan Manfaat Penelitian ... 5
1.3.1 Tujuan ... 5
1.3.2 Manfaat ... 6
1.4 PembatasanPenelitian ... 6
1.5 MetodologiPenelitian ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Tinjauan Umum ... 9
2.1.1 Tanah ... 9
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ... 9
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Content) ... 11
2.1.2.2 Angka Pori (Void Ratio) ... 11
2.1.2.3 Porositas(Porosity) ... 12
2.1.2.5 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) .. 13
2.1.2.6 Berat Volume Butiran Padat (Soil Volume Weight) ... 13
2.1.2.7 Berat Jenis (Specific Gravity) ... 14
2.1.2.8 Derajat Kejenuhan (S) ... 15
2.1.3 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit) ... 16
2.1.3.1 Batas Cair (Liquid Limit) ... 17
2.1.3.2 Batas Plastis (Plastic Limit) ... 18
2.1.3.3 Batas Susut (Shrinkage Limit) ... 19
2.1.3.4 Indeks Plastisitas (PlasticityIndex) ... 20
2.1.4 Sistem Klasifikasi Tanah ... 21
2.1.4.1 ... Klasifikasi Tanah Berdasarkan Ukuran Butir ... 21
2.1.4.1 Sistem Klasifikasi AASHTO... 23 2.1.4.2 Sistem Klasifikasi Unified... 24
2.1.5 Sifat-sifat Mekanis Tanah ... 26
2.1.5.1 Pemadatan Tanah (Compaction) ... 26
2.1.5.2 PengujianCalifornia Bearing Ratio (CBR) ... 27
2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 29
2.2.1 Tanah Lempung ... 29
2.2.1.1 Sifat-sifat Tanah Lempung ... 33
2.2.2.1Jenis-jenis Semen ... 40
2.2.3 Limbah karbit (CCR) ... 43
2.3 Stabilisasi Tanah ... 45
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen ... 47
2.3.2 Stabilisasi Tanah dengan Limbah Karbit ... 47
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 49
3.1 Program Penelitian ... 49
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 51
3.3 Proses Pengambilan Sampel ... 51
3.4 Pembuatan Benda Uji ... 52
3.4.1 PenentuanKombinasiCampuran ... 52
3.4.2 Pembuatan Benda Ujiuntuk CBR ... 53
3.5 PekerjaanLaboratorium ... 53
3.5.1 UjiSifatFisik Tanah ... 53
3.5.2 Uji Sifat Mekanis Tanah ... 54
3.5.2.1 UjiProctor Standar ... 54
3.5.2.2 Uji CBR (California Bearing Ratio) ... 55
3.6 Analisa Data Laboratorium ... 55
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 56
4.1 Pendahuluan ... 56
4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 56
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ... 56
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Limbah Karbit ... 59
Stablilisator ... 60
4.2.3.1Batas Cair ... 62
4.2.3.2Batas Plastis ... 63
4.2.3.3 Indeks Plastisitas ... 64
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 65
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli ... 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 CBR (California Bearing Test) ... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 71
5.1 Kesimpulan ... 71
5.2 Saran ... 73
Daftar Pustaka ... xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Elemen Tanah Dalam Keadaan Asli Dan Tiga Fase
Elemen Tanah 10
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg 17
Gambar 2.3 Alat Uji Batas Cair 18
Gambar 2.4 Klasifikasi berdasar tekstur tanah oleh Departemen Pertanian
Amerika Serikat (USDA) 22
Gambar 2.5Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO 23
Gambar 2.6Klasifikasi Tanah Sistem Unified 25
Gambar 2.7Grafik Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat
Volume Kering 26
Gambar 2.8Alat Pemeriksa Nilai CBR di Laboratorium 29
Gambar 2.9Struktur Kaolinite 31
Gambar 2.10Struktur Illite 32
Gambar 2.11Struktur Montmorillonite 32
Gambar 2.12SifatDipolarMolekulAir 36
Gambar 2.13MolekulAirDipolarDalamLapisanGanda 37
Gambar 2.15Hubungan Potensial Elektrostatis, Kimia, Dan Sebagainya,
Dengan Jarak Permukaan Lempung 39
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian 50
Gambar 4.1Plot Grafik Klasifikasi USCS 58
Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan Tanah Asli 58
Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (Liquid Limit), Atterberg Limit 59
Gambar 4.4 Grafik Analisa Saringan Limbah Karbit 60
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Cair (LL) Dengan
Variasi Campuran PC Dan CCR 62
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Nilai Batas Plastis (PL) Dengan
Variasi Campuran PC Dan CCR 63
Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Nilai Indeks Plastisitas (IP)
Dengan Variasi Campuran PC Dan CCR 64
Gambar 4.8 Kurva Kepadatan Tanah Asli 66
Gambar 4.9Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering Maksimum
(Γd Maks) Tanah DenganVariasi Campuran 67
Gambar 4.10Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum Tanah
(Wopt ) DenganVariasi Campuran 68
Gambar 4.11Grafik Hubungan Nilai CBR Dengan Variasi Persentase
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah 15
Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 16
Tabel 2.3 IndeksPlastisitas Tanah 20
Tabel 2.4Aktivitas Tanah Lempung 35
Tabel 2.5PersyaratanStandartKomposisi Kimia Semen Portland 42
Tabel 2.6HasilPengujianAnalisis Kimia LimbahKarbit 45
Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah 57
Tabel 4.2 Data UjiSifat Fisik Limbah Karbit 59
Tabel 4.3 Data HasilUjiAtterberg Limit 61
Tabel 4.4 Data Uji Pemadatan Tanah Asli 65
Tabel 4.5 Data Hasil UjiPemadatanTanah DenganBahanStabilisator 66
Tabel 4.6Data Hasil CBR 2% PC dengan Berbagai Variasi
Penambahan CCR 69
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)
�� Berat butiran padat(gr)
�� Berat air(gr)
ω Kadar air(%)
� Porositas
� Angka pori
γb Berat volume basah(gr/cm3)
�� Berat volume kering(gr/cm3)
�� 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
IP Indeks plastisitas(%)
LL Batas cair(%)
PL Batas plastis(%)
CBR California Bearing Test (%)
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, California Bearing Ratio Test
Lampiran-6, Data Komposisi Kimia Limbah Karbit
