TUGAS AKHIR
PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSION TEST) PADA STABILITAS TANAH LEMPUNG DENGAN CAMPURAN
SEMEN DAN ABU SEKAM PADI
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
Nita Fadilla 090404006
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Pada proses pelaksanaan suatu konstruksi bangunan maupun jalan raya, upaya perbaikan tanah sudah umum dilakukan Salah satunya dengan melakukan stabilisasi tanah. Bahan stabilisator yang banyak digunakan diantaranya adalah semen, abu sekam padi, fly ash, bitumen, kapur, bahkan geogrid. Penggunaan bahan stabilisasi tanah ini bertujuan untuk menambah kekuatan dan daya dukung tanah sehingga dapat memikul beban konstruksi yang ada di atasnya.
Penelitian ini dimulai dengan melakukan pengambilan sampel tanah lempung dan pengujian di laboratorium guna mengetahui nilai index properties dan engineering properties menggunakan uji Kuat Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test). Sampel tanah terdiri dari 13 (tiga belas) variasi campuran semen dan abu sekam padi. Dengan kadar semen sebanyak 2 % dan variasi kadar abu sekam padi dari 3%-15%.
Dari penelitian ini diperoleh bahwa sampel tanah memiliki kadar air 19.90 %, berat jenis 2,65, batas cair 44,23 dan indeks plastisitas 29,85. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis CL (Clay – Low Plasticity) sedangkan berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.
Dari uji Kuat Tekan Bebas pada sampel tanah asli diperoleh nilai kuat tekan tanah sebesar 2,88 kg/cm². Setelah tanah distabilisasi dengan berbagai variasi abu sekam padi diperoleh kesimpulan bahwa material abu sekam padi hanya efektif berfungsi pada variasi campuran 2% PC + 3% ASP dan 2% PC + 4% ASP yaitu dengan nilai kuat tekan bebas sebesar 3,82 kg/cm² dan 3,64 kg/cm².Semakin banyak kadar abu sekam padi yang digunakan, daya dukung akan terus mengalami penurunan.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah
memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam keatas Baginda Rasullah
Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap
aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ Pengujian Kuat Tekan Bebas
(Unconfined Compression Test) pada Stabilitas Tanah Lempung dengan Campuran Semen dan Abu Sekam Padi”ini dimaksudkan 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. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, M.Sc., sebagai Dosen Pembimbing yang
telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada
Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Bapak Ir. Syahrizal, 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
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT., sebagai KepalaLaboratoriumMekanika
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 membimbing dan
memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
8. Teristimewa keluarga saya, Ayahanda H. Jhoni Armaini dan Ibunda
Hj.Sufla Jamil serta abang dan kakak saya Dika Syahriza SE dan Reni
Syahfitri.Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan
doa yang tiada batas.
9. Muhammad Reza sebagai orang yang disayangi yang selalu memberi
dukungan, doa, semangat kepada Penulis.
10.Teman seperjuangan Atina Rezki, ada senang dan susah dilalui bersama
dalam menyelesaikan tugas akhir ini, sehingga dapat bersama-sama
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11.Buat sahabat-sahabat angkatan 2009, Nora Usrina, Sarra Rahmadani,
Gustina Arifin, Sri W.Sebayang, Putri Nurul, Hannawiyah Harahap, Lia
Kartika, Merni Damalia, Gustara Iqbal, Khairun Nazli, Hisbulloh Nst, M.
tidak dapat disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan
bantuannya selama ini.
12.Teman – teman geoteknik 2009, Hasoloan P. Sinaga, Erin A. Sebayang,
Manna G. Sihotang, Elisa D.J. Purba, Agrifa Sianipar, terima kasih atas
segala bantuannya selama ini.
13.Asisten Lab. Mekanika Tanah USU yang turut membantu dan
memberikan izin, M. Rizki Ridho, Iqbal dan Adik-adik 2011 asisten Lab.
Mekanika Tanah USU, serta Adik-adik angkatan 2012 yang membantu
eksperimen Wahyu, Muis dan Embas terimakasih atas kerjasamanya.
14.Asisten Lab. Beton USU yang telah memberikan bantuan dan izin
peminjaman tempat sementara kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan pengujian Tugas Akhir penulis. Terima kasih atas
kerjasamanya.
15.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik
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
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca
Medan, Januari 2014
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Umum ... 1
1.2 Latar Belakang ... 3
1.3 Tujuan ... 5
1.4 Pembatasan Masalah ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Tinjauan Umum ... 7
2.1.1 Tanah ... 7
2.1.2 PemeriksaanSifat-sifat Fisik Tanah ... 8
2.1.2.1 Kadar air ... 8
2.1.2.2 Derajat Kejenuhan ... 9
2.1.2.3 Angka Pori ... 9
2.1.2.4 Porositas ... 9
2.1.2.6 Berat Volume Kering ... 10
2.1.2.7 Berat Volume Butiran Padat ... 10
2.1.2.8 Berat Jenis ... 10
2.1.2.9 Atterberg Limit ... 12
2.1.2.10 Klasifikasi Tanah ... 15
2.1.2.10.1 Klasifikasi Unified ... 15
2.1.2.10.2 Klasifikasi AASHTO ... 18
2.1.3 Sifat-sifat Mekanis Tanah ... 18
2.1.3.1 Pemadatan Tanah ... 18
2.1.3.2 Uji Kuat Tekan Bebas ... 21
2.1.3.3 Sensitifitas Tanah Lempung ... 23
2.2 Bahan-bahan Penelitian ... 25
2.2.1 Tanah Lempung ... 25
2.2.2 Struktur Mineral Lempung ... 25
2.2.3 Interaski Air dan Mineral dalam Fenomena Tanah Lempung ... 30
2.2.4 Semen ... 32
2.2.4.1 Bahan-bahan Pembuatan Semen ... 33
2.2.4.2 Jenis-jenis Semen ... 34
2.2.5 Abu Sekam Padi ... 38
2.2.6 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi ... 40
2.3 Stabilisasi Tanah ... 41
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen ... 42
2.3.2 Proses Kimia pada Stabilisasi
Tanah dengan Semen ... 43
2.4 Stabilisasi dengan Semen dan Abu Sekam Padi ... 44
2.5 Penelitian yang pernah dilakukan ... 45
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 48
3.1 Program Penelitian ... 48
3.2 Pekerjaan Persiapan ... 50
3.3 Proses Pengambilan Sampel ... 50
3.4 Pelaksanaan Uji Laboratorium ... 51
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ... 51
3.4.2 Uji Sifat Mekanis Tanah ... 52
3.4.2.1 Uji Pemadatan ... 52
3.4.2.2 Uji Kuat Tekan Bebas ... 53
3.5 Analisis Data Laboratorium...53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 54
4.1 Hasil Penelitian ... 54
4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 54
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ... 54
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stabilisator ... 57
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 61
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah dengan
Bahan Stabilisator ... 62
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 69
5.1 Kesimpulan ... 69
5.2 Saran ... 71
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Hal
2.1 Diagram Fase Tanah 7
2.2 Batas-batas Atterberg 12
2.3 Alat Uji Batas Cair 13
2.4 Klasifikasi Tanah Sistem Unified 17
2.5 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO 18
2.6 Hubungan antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah 20
2.7 Skema Uji Tekan Bebas 21
2.8 Kuat Tekan Tanah Asli dan Tanah Remoulded 23
2.9 Struktur Atom Mineral Lempung 27
2.10 Struktur Kaolinite 28
2.11 Struktur Montmorillonite 29
2.12 Struktur Illite 30
2.13 Sifat Dipolar Molekul Air 31
2.14 Interaksi Molekul Air dengan Partikel Lempung 32
3.1. Diagram Alir Penelitian 49
4.1 Plot Grafik Klasifikasi USCS 56
4.2 Grafik Analisa Saringan 56
4.3 Grafik Batas Cair ( Liquid Limit) , Atterberg Limit 57
4.4 Grafik Hubungan Antara Nilai LL dengan Variasi Campuran
4.5 Grafik Hubungan Antara Nilai PL dengan Variasi Campuran
PC dan ASP dengan Waktu Pemeraman selama 7 hari 59
4.6 Grafik Hubungan Antara Nilai IP dengan Variasi Campuran
PC dan ASP dengan Waktu Pemeraman selama 7 hari 60
4.7 Kurva Kepadatan Tanah 61
4.8 Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering Maksimum Tanah
dengan Variasi Campuran dengan Waktu Pemeraman selama 7 Hari 63
4.9 Grafik Hubungan antara Kadar Air Optimum Tanah
dengan Variasi Campuran dengam Waktu Pemeraman selama 7 hari 64
4.10 Grafik Hubungan antara Nilai Kuat Tekan Tanah dengan Regangan
yang diberikan pada sampel Tanah Asli dan Tanah Remoulded 66
4.11 Grafik Hubungan antara Nilai Kuat Tekan Tanah dengan
DAFTAR TABEL
No. Judul Hal
2.1 Berat Jenis Tanah 11
2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah 11
2.3 Indeks Plastisitas Tanah 14
2.4 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Kuat Tekan Bebas 22
2.5 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sensitivity 24
2.6 Hasil Analisis Sekam Padi 39
2.7 Komposisi Kimiawi Abu Sekam Padi 41
4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah 55
4.2 Data Hasil Uji Atterberg Limit 57
4.3 Data Uji Pemadatan Tanah 61
4.4 Data Hasil Uji Pemadatan Tanah dengan Bahan Stabilisator 62
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data Uji Laboratorium, Kadar Air dan Berat Jenis
Lampiran-2, Data Uji Laboratorium, Analisa Saringan
Lampiran-3, Data Uji Laboratorium, Compaction Test
Lampiran-4, Data Uji Laboratorium, Atterberg Limit
Lampiran-5, Data Uji Laboratorium, Unconfined Compression Test
