Kajian Efektifitas Penggunaan Semen Portland dan Limbah Karbit terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau Dari Nilai CBR

Teks penuh

(1)

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

(2)

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%.

(3)

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.

(4)

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.

(5)

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

(6)

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

(7)

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

(8)

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

(9)

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

(10)

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

(11)

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

(12)

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

(13)

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

(14)

IP Indeks plastisitas(%)

LL Batas cair(%)

PL Batas plastis(%)

CBR California Bearing Test (%)

(15)

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

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...