TUGAS AKHIR
KAJIAN KUAT TEKAN BEBAS PADA STABILISASI
TANAH LEMPUNG DENGAN
STABILIZING AGENTS
SERBUK
KACA DAN GYPSUM
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
MUIZZUL HIDAYAT BATUBARA 12 0404 007
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Stabilisasi tanah banyak dilakukan untuk memperbaiki sifat tanah (soil reinforcement). Stabilisasi biasanya dilakukan dengan cara compaction, atau dicampur dengan bahan kimia pada tanah seperti semen, kapur, gypsum, fly ash dan lain-lain. Dalam penelitian ini digunakan penambahan gypsum dan serbuk kaca.
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penambahan campuran 2% Gypsum dengan variasi serbuk kaca terhadap Index Properties tanah lempung, kemudian untuk mengetahui kuat tekan bebas maksimum dengan penambahan kadar persentase bahan yang efektif dengan pengujian UCT (Unconfined Compression Test), serta mengetahui pengaruh waktu pemeraman (Curring time) terhadap nilai kuat tekan bebas tanah yang distabilisasi.
Dari penelitian diperoleh hasil sampel tanah asli memiliki kadar air 14,52%; berat spesifik 2,643; batas cair 48,64% dan indeks plastisitas 29,82%.. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah termasuk jenis (CL) dan berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.
Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan gypsum 2% dan 9% serbuk kaca dengan waktu pemeraman 1 hari memiliki kuat tekan tanah paling besar dibanding campuran lainnya dengan usia pemeraman yang sama yaitu 2,46 kg/cm², meningkat 88,57% bila dibandingkan dengan tanah asli. sedanglan untuk penambahan gypsum 2% dan 10% serbuk kaca dengan waktu pemeraman 14 hari memiliki kuat tekan tanah 2,75 kg/cm2,meningkat 96,42% bila dibandingkan tanah asli. Pengaruh dari usia pemeraman hanya berbeda 4,16% pada kondisi campuran yang efektif. Jenis tanah setelah distabilisasi termasuk CL menurut klasifikasi tanah USCS sedangkan menurut AASHTO termasuk jenis A-6.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia – Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Kajian Kuat Tekan Bebas
Pada Stabilitas Tanah Lempung Dengan Stabilizing Agents Serbuk Kaca dan Gypsum ”. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian
Sarjana Teknik Sipil pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih yang tiada henti penulis haturkan kepada ALLAH S.W.T
yang maha kuasa, Ayahanda Ilham Batubara dan Ibunda Nur Samiah Siregar S.Pd
tercinta yang telah membesarkan, mendidik, membimbing, mendoakan serta memberikan
dukungan moril maupun materil kepada penulis, juga kepada adik tersayang
Latifahannum, Alfi Fadhilah, dan Khoirul Anhar Batubara atas motivasi dan doanya
selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapat bimbingan, dukungan,
motivasi serta doa dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai dosen pembimbing yang telah
memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada Penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. Dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT., sebagai Dosen
Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
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 Universitas
Sumatera Utara.
5. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
7. Diah Putri Utami yang sudah menjadi salah satu motivator terbaik bagi penulis.
8. Teman sekaligus sahabat terbaik Sri Wahyuni Htg, Ade Indra Utama, Prasetyo R,
M. Iqbal Abidin, Garry S, Nefriansyah, Rizky Ade Putra Hsb, Wahyudi Ali, dan
seluruh rekan-rekan Stambuk 2012 yang lain, yang tidak bisa disebutkan satu
persatu yang memotivasi, membantu dan menyemangati selama pengerjaan
Tugas Akhir ini.
9. Fadli Fuadi Nasution sahabat terbaik dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.
10. Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USU yang telah membantu dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
11. Keluarga dan sahabat-sahabat terbaik penulis, Fadlan, Yasir, Zaky, Ilham, Ibal
Lubis, Iqbal Reza, Ipin dan sahabat sahabat yang lain yang tidak bisa di sebutkan
satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari 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, Oktober 2016
Muizzul Hidayat Batubara
DAFTAR ISI
Abstrak ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi ... iv
Daftar Gambar ... .. viii
Daftar Tabel ... .. x
Daftar Notasi... .. xi
Daftar Lampiran... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Uraian Umum ... 1
1.2 Latar Belakang ... 3
1.3 Tujuan dan Manfaat ... 5
1.3.1 tujuan ... 5
1.3.2 manfaat ... 5
1.4 Pembatasan masalah ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 8
2.1 Tanah .. ... 7
2.1.1 Sifat-Sifat Fisik Tanah... 7
2.1.1.1 Kadar Air (Moisture Water Content)...8
2.1.1.2 Derajat kejenuhan (S)...8
2.1.1.3 Angka pori (Void Ratio)...8
2.1.1.4 Porositas (Porocity)...9
2.1.1.5 Berat Volume Basah (Wet Volume Weight)...9
2.1.1.7 Berat Volume Butiran Padat
(Soil Volume weight)...9
2.1.1.8 Berat Spesifik (Specific Gravity)...10
2.1.1.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit)...11
2.1.2 Klasifikasi Tanah... .13
2.1.2.1 Sistem Klasifikasi Unified... .14
2.1.2.2 Sistem Klasifikasi AASHTO ... .15
2.1.3 Uji Kuat Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test ) ...18
2.1.4 Sensitifitas Tanah Lempung... .20
2.2 Bahan-bahan Penelitian... .22
2.2.1 Tanah Lempung... .22
2.2.2 Struktur Mineral Lempung ... .23
2.2.3 Interaksi Air dan Mineral dalam Fenomena Tanah Lempung... 27
2.2.4 Serbuk Kaca... 28
2.2.5 Kandungan dalam Kaca... 29
2.2.6 Gypsum... .30
2.3 Stabilisasi Tanah... .32
2.4 Review Penelitian Stabilisasi Tanah Lempung ... .32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... .35
3.1 Program Penelitian ... .35
3.2 Pekerjaan Persiapan... .37
3.3 Proses Pengambilan Tanah... .37
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ... 38
3.4.2 Uji Sifat fisik serbuk kaca dan gypsum... 38
3.4.3 Uji sifat Mekanis Tanah ... 38
3.4.3.1 Uji Proctor Standard ... 39
3.4.3.2 Uji UCT (Unconfined Compression Test)39 3.5 Analisis Data Laboratorium ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 41
4.1 Pendahuluan ... 41
4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah, Gypsum dan Serbuk kaca ... 41
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli... 41
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Gypsum... 44
4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Serbuk Kaca... 44
4.2.4 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stablilisator ... 44
4.2.4.1 Batas Cair (LL) ... 46
4.2.4.2 Batas Plastis (PL) ... 47
4.2.4.3 Indeks Plastisitas (IP) ... 48
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah Dengan Stabilizing Agents .... 49
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah(Compaction)... 49
4.3.1.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) .... 50
4.3.1.2 Kadar Air Optimum Campuran ... 51
4.3.2 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 56
5.2 Saran ... 58
Daftar Pustaka... 59
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah 7
Gambar 2.2 Batas-batas atterberg 11
Gambar 2.3 Alat uji batas cair 12
Gambar 2.4 Klasifikasi Tanah Sist em Unified 15
Gambar 2.5 Klasifikasi Tanah Sist em AASHTO 16
Gambar 2.6 Hubungan Ant ara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah 18
Gambar 2.7 Skem a Uji Tekan Bebas 19
Gambar 2.8 Kuat Tekan Tanah Asli dan Tanah Rem oulded 21
Gambar 2.9 Struktur Kaolinite 25
Gambar 2.10 Struktur Montmorillonite 25
Gambar 2.11St rukt ur Illit e 26
Gambar 2.12 Sifat Dipolar Molekul Air 27
Gambar 3.1 Diagram alir penelit ian 36
Gambar 4.1 Plot grafik klasifikasi USCS 43
Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan 43
Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (liquid limit), Atterberg Limit 43
Gambar 4.4 Grafik hubungan nilai batas cair (LL) dengan variasi campuran gypsum dan
Gambar 4.5 Grafik hubungan nilai batas cair (LL) dengan variasi campuran gypsum
dan serbuk kaca usia 14 hari. 46
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi campuran
gypsum dan serbuk kaca usia 1 hari 47
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi campuran
gypsum dan serbuk kaca usia 14 hari 47
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara nilai IP dengan variasi campuran gypsum dan
serbuk kaca dengan waktu pemeraman selama 1 hari 48
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara nilai IP dengan variasi campuran gypsum dan
serbuk kaca dengan waktu pemeraman selama 14 hari 48
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)anah dan
variasi campuran dengan usia pemeraman selama 1 hari dan 14 hari. 51
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah ( wopt)demgan variasi
campuran dalam waktu pemeraman selama 1 hari dan 14 hari. 51
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah 10
Tabel 2.2Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 10
Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah 13
Tabel 2.4Klasifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Kuat Tekan Bebas 19
Tabel 2.5Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sensitivity 22
Tabel 2.6 Kandungan kaca dalam persen 30
Tabel 2.7 Komposisi kimia gypsum 30
Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah 42
Tabel 4.2 Data pengujian sifat sifik gypsum 44
Tabel 4.3 Data pengujian sifat sifik serbuk kaca 44
Tabel 4.4 Data Hasil Uji Atterberg Limit 45
Tabel 4.5 Data Uji Pemadatan Tanah 50
DAFTAR NOTASI
Berat volume kering (gr/cm3)
Berat volume butiran padat (gr/cm3)
Berat jenis tanah
S Derajat kejenuhan
SL Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)
Berat tanah kering oven (gr)
Volume tanah basah dalam cawan (?? 3)
Volume tanah kering oven (?? 3 )
?? kekuat an geser undrained (kg/ cm2)
Qu Kuat Tekan Bebas (kg/cm2) P gaya beban yang bekerja (N)
A Luas penampang tanah (cm2)
IP Indeks plastisitas
LL Batas cair
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 Limit Lampiran-4, Data Uji Laboratorium, Compaction Test
Lampiran-5, Data Uji Laboratorium, Unconfined Compression Test Lampiran-6, Data Komposisi serbuk kaca dan gypsum
