TUGAS AKHIR
STABILISASI TANAH LEMPUNG
DENGAN MENGGUNAKANABU GUNUNG VULKANIK DITINJAU DARI NILAI UNCONFINED COMPRESSION TEST
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
110404089
RONNY IMMANUEL HUTAURUK
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media timbunan
jalan raya (sub grade). 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. Bahan tambah yang biasa digunakan untuk stabilisasi tanah antara
lain, semen, kapur, abu terbang, abu sekam padi, dan lainnya. Dalam penelitian
ini digunakan penambahan abu gunung vulkanik.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai Index Propertis dan
nilai Kuat Tekan maksimum dengan pengujian Unconfined Compression Test
akibat penambahan abu gunung vulkanik sebagai bahan stabilisasi beserta kadar
optimum penambahannya.
Dari hasil penelitian diperoleh bahwa sampel tanah asli memiliki Kadar Air
14,52%; Berat Spesifik 2,64%; Batas Cair 48,64% dan Indeks Plastisitas 29,82%.
tanah tersebut termasuk dalam jenis (CL) sedangkan berdasarkan klasifikasi
AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.
Setelah tanah distabilisasi dengan berbagai variasi abu gunung vulkanik
diperoleh kesimpulan bahwa material abu gunung vulkanik paling maksimum
terjadi pada variasi campuran 11% AGV yaitu dengan nilai Kuat Tekan Bebas
sebesar 2.32 kg/cm².
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 “Stabilisasi Tanah Lempung denganMenggunakan
Abu Gunung Vulkanikditinjau dari Nilai 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. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai dosen pembimbing yang
telah memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada Penulis
2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Ibu Ika Puji Hastuty, ST., MT., sebagai
Dosen Pembanding dan Penguji yang telah memberikan masukan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ing.Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Ika Puji Hastuty, ST., MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika
Tanah Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengajaran
kepada Penulis selama menempuh masa studi.
7. Seluruh Staf Pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
8. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USUyang telah membantu
dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
9. Keluarga saya yang tercinta, ayah saya V. Hutauruk, BA,ibu saya Ir. R. U.
K. Manurung, dan kakak saya Vicky Rebekka yang telah sabar dalam
merawat, mendidik, menjaga, mendoakan saya hingga sampai saat ini.
Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa selalu melimpahkan berkat bagi
mereka.
10. Sahabat-sahabat saya Irene dan Jerikho yang telah membantu saya dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
11. Sahabat-sahabat “Fantastic Engineer” yang terdiri dari Enrich, Immaniar,
Mien, dan Stephany, yang selalu memberi dukungan dan semangat dalam
keadaan apapun, yang menjadi tempat bercerita, tertawa bersama selama
kuliah di Teknik Sipil USU.
12. Teman kelompok Tugas Akhir “Stabilisasi Tanah Lempung
denganMenggunakan Abu Gunung Vulkanik”, Samuel Mario yang selalu
13. Rekan-rekan seperjuangan Stambuk 2011yang tidak dapat disebutkan satu
persatu namanya yang telah memberi dukungan serta semangat.
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, November 2016
110404089
DAFTAR ISI
Abstrak ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi... v
Daftar Gambar ... ... x
Daftar Tabel ... .. xiii
Daftar Notasi... .. xiv
Daftar Lampiran... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuandan Manfaat Penelitian ... 3
1.3.1 Tujuan ... 3
1.3.2 Manfaat ... 3
1.4 PembatasanPenelitian ... 3
1.5 SistematikaPenulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Tinjauan Umum ... 6
2.1.1 Tanah ... 6
2.1.2 Sifat-sifat fisik tanah ... 8
2.1.2.1 Angka pori (Void ratio) ... 8
2.1.2.2 Porositas (Porosity) ... 8
2.1.2.4 Kadar air (Moisture Content) ... 10
2.1.2.5 Berat volume(Unit Weight) ... 10
2.1.2.6 Berat volume kering (Dry Unit Weight) ... 10
2.1.2.7 Berat volume butiranpadat (Soil Volume Weight) ... 11
2.1.2.8 Berat jenis (Specific Gravity) ... 11
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit)... 13
2.1.2.9.1. Batas cair (Liquid Limit) ... 14
2.1.2.9.2. Batas plastis (Plastic Limit) ... 15
2.1.2.9.3. Batas susut (Shrinkage Limit) ... 15
2.1.2.9.4. Indeksplastisitas(PlasticityIndex) ... 16
2.1.2.9.5. Indeks kecairan (Liquidity Index)... 17
2.1.2.10Klasifikasi tanah ... 18
2.1.2.10.1. Klasifikasi Unified ... 19
2.1.2.10.2. Klasifikasi AASHTO... ... 21
2.1.3 Sifat-sifat mekanis tanah ... 23
2.1.3.1 Pemadatan tanah... 23
2.1.3.2 Pengujian Unconfined Compression Test .... 27
2.1.3.3 Teori keruntuhan Mohr-Coulomb ... 30
2.1.3.4 Sensitifitas tanah lempung ... 31
2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 34
2.2.1 Tanah Lempung ... 34
2.2.1.1 Lempung dan mineral penyusunnya ... 36
2.2.2 Abu Gunung Vulkanik (AGV) ... 48
2.3 Stabilisasi tanah ... 50
2.3.1 Stabilisasi tanah dengan abu gunung vulkanik ... 52
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 53
3.1 Program Penelitian ... 53
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 53
3.3 Pembuatan Benda Uji ... 54
3.3.1 Benda ujiuntukpengujianWater Content ... 54
3.3.2 Benda ujiuntukpengujian Berat Spesifik dan analisa saringan ... 55
3.3.3 Benda ujiuntukpengujian Batas-batas Atterberg ... 55
3.3.4 Benda ujiuntukpengujianCompaction ... 55
3.3.5 Benda ujiuntukpengujianUnconfined Compression Test ... 55
3.4 Pelaksanaan Pengujian ... 56
3.4.1 Tanah ... 56
3.4.1.1Tanah asli ... 56
3.4.1.2Tanah yang distabilisasi ... 56
3.4.2 Abu gunung vulkanik ... 57
3.5 Analisis Data Laboratorium ... 57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 59
4.1 Pendahuluan ... 59
4.2.2 Pengujian sifat fisik abu gunung vulkanik ... 62
4.2.3 Pengujian sifat fisik tanah dengan bahan stablilisator ... 63
4.2.3.1Batas cair ... 64
4.2.3.2Batas plastis ... 65
4.2.3.3Indeks plastisitas ... 67
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 68
4.3.1 Pengujian pemadatan tanah asli ... 68
4.3.2 Pengujian pemadatan tanah (Compaction) dengan bahan stabilisator ... 70
4.3.2.1Berat isi kering maksimum (γd maks) ... 71
4.3.2.2Kadar air optimumcampuran ... 73
4.3.3 Pengujian kuat tekan bebas (Unconfined Compression Test) ... 74
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 81
5.1 Kesimpulan ... 81
5.2 Saran ... 83
Daftar Pustaka ... xvii
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 Kurva pada penentuan batas cair tanah lempung 15 Gambar 2.5 Hubungan antara wp, wl dan wn dalam menghitung LI 18 Gambar 2.6 Klasifikasi tanah sistem USCS 21 Gambar 2.7 Klasifikasi tanah sistem AASHTO 23 Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering tanah 26 Gambar 2.9 Skema pengujiantekan bebas 28 Gambar 2.10 Keruntuhan geser kondisi air termampatkan qudi atas
Sebagai kekuatan tanah kondisi tak tersekap 29 Gambar 2.11 Grafik hubungan tegangan normal dan tegangan geser 30 Gambar 2.12 Grafik sensitifitas tanah asli dan tanah Remoulded 31 Gambar 2.13 Kuat tekan tanah asli dan tanah Remoulded 32 Gambar 2.14 Struktur atommineral lempung 38
Gambar 2.15 Struktur Kaolinite 40
Gambar 2.16 Struktur Illite 41
Gambar 4.2 Grafik analisa saringan tanah asli 61 Gambar 4.3 Grafik batas cair (Liquid Limit), Atterberg Limit 61 Gambar 4.4 Grafik analisa saringan abu vulkanik 62 Gambar 4.5a Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 64 Gambar 4.5b Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 14 hari 64 Gambar 4.6a Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 65 Gambar 4.6b Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 14 hari 66 Gambar 4.7a Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 67 Gambar 4.7b Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP)
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 67 Gambar 4.8 Kurva kepadatan tanah asli 69 Gambar 4.9a Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah dengan campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 72 Gambar 4.9b Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah dengan campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 14 hari 72 Gambar 4.10a Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
dengan lama pemeraman 1 hari 73 Gambar 4.10b Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
dengan variasi campuran 2% - 20% AV
Gambar 4.11a Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah (qu) dengan regangan (strain) yang diberikan pada sampel
tanah asli dan Remouldedpada pemeraman 1 hari 77 Gambar 4.11a Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah (qu)
dengan regangan (strain) yang diberikan pada sampel
tanah asli dan Remouldedpada pemeraman 1 hari 78 Gambar 4.12a Grafik kuat tekan dengan berbagai kadar penambahan
AV dengan masa pemeraman 14 hari 79 Gambar 4.12b Grafik kuat tekan dengan berbagai kadar penambahan
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Derajat kejenuhan dan kondisi tanah 9
Tabel 2.2 Berat jenis tanah 12
Tabel 2.3 Nilai n, e, w,γd dan γb untuk tanah keadaan asli lapangan 13
Tabel 2.4 Indeks plastisitas tanah 17 Tabel 2.5 Simbol klasifikasi tanah sistem uscs 20 Tabel 2.6 Pengujian pemadatan Proctor 25 Tabel 2.7 Hubungan kuat tekan bebas tanah lempung dengan
konsistensinya 30
Tabel 2.8 Sensitifitas lempung 33
Tabel 2.9 Aktivitastanahlempung 44 Tabel 2.10 Komposisi kimia abu vulkanik 50 Tabel 4.1 Data uji sifat fisik tanah 59 Tabel 4.2 Data uji sifat fisik abu vulkanik 62 Tabel 4.3 Data hasil uji Atterberg Limit 63 Tabel 4.4 Data uji pemadatan tanah asli 69 Tabel 4.5a Data hasil uji Compactiondengan variasi campuran
2% - 20% av dengan lama pemeraman 1 hari 70 Tabel 4.5a Data hasil uji Compactiondengan variasi campuran
2% - 20% av dengan lama pemeraman 14 hari 71 Tabel 4.6 Data hasil uji kuat tekan dengan berbagai variasi
penambahan av dengan masa pemeraman 1 hari 75 Tabel 4.6 Data hasil uji kuat tekan dengan berbagai variasi
penambahan av dengan masa pemeraman 14 hari 76 Tabel 4.7 Perbandingan kuat tekan tanah asli dan
DAFTAR NOTASI
�� 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 (cm 3
)
�2 Volume tanah kering oven (cm 3
)
IP Indeks plastisitas(%) LL Batas cair(%)
PL Batas plastis(%)
�� Kuat geser(kg/cm2)
�1 Tegangan utama(kg/cm 2
)
�� Kuat tekan bebas tanah(kg/cm2)
�� Kohesi(kg/cm2)
Ø Sudut geser tanah (0)
�� 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)
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 Abu Vulkanik
