Tinjauan Umum . UMUM LATAR BELAKANG

8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum

2.1 1. Tanah

Tanah dapat didefenisikan sebagai akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai atau lemah ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan R.F.Craig, 1989.Di antara partikel-partikel tanah terdapat ruang kosong yang disebut pori-pori void spaceyang bersisi air danatau udara. Tanah memiliki media pengangkut berupa gaya gravitasi, angin, air, dan gletsyer. Pada saat berpindah tempat , ukuran dan bentuk partikel dapat berubah dan terbagi dalam beberapa rentang ukuran. Proses penghancuran dalam pembentukan tanah dari batuan terjadi secara fisis atau kimiawi. Proses fisis antara lain berupa erosi akibat tiupan angin, pengikisan oleh air dan gletsyer, atau perpecahan akibat pembekuan dan pencairan es dalam batuan. Tanah yang terjadi akibat penghancuran tersebut mempunyai komposisi yang sama dengan batuan asalnya. Proses pelapukan kimiawi sedikit berbeda. Proses kimiawi menghasilkan perubahan pada susunan mineral batuan asalnya. Proses ini akan banyak berhubungan dengan proses-proses kimia yang menyebabkan butir pada batuan yang tadinya menyatu menjadi terlepas-lepas. Salah Universitas Sumatera Utara 9 satunya sumbernya adalah cairan kimia yang berasal dari tumpukan sampah atau kotoran hewan bisa memicu proses pelapukan. Segumpal tanah terdiri atas dua atau tiga bagian.Dalam tanah yang kering, hanya ada dua bagian, yaitu butir-butir tanah dan pori-pori udara. Dalam tanah yang jenuh juga terdapat dua bagian, yaitu bagian padat atau butiran dan air pori. Dalam keadaan tidak jenuh, tanah terdiri dari tiga bagian, yaitu bagian padat butiran, pori pori udara, dan air pori. Bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase, seperti ditunjukkan Gambar 2.1. Gambar 2.1 Tiga Fase Elemen Tanah Dalam hal ini: V = Isi Volume cm 3 V a = Isi udara Volume of air cm 3 V w = Isi air Volume of water cm 3 V v = Isi porirongga Volume of void cm 3 Universitas Sumatera Utara 10 V s = Isi butir-butir padat Volume of solid cm 3 W = Berat Weight gr W a = Berat udara Weight of air gr W w = Berat air Weight of water gr W s = Berat butir-butir padat Weight of solid gr Dari Gambar 2.1 diatas maka dapat diperoleh persamaan-persamaan untuk menghitung volume V dan berat tanah W sebagai berikut: V = V s + V v = V s + V w + V a 2.1 Jika diasumsikan bahwa udara tidak memiliki berat, maka berat total contoh tanah W dapat dinyatakan dengan: W = W s + W w 2.2 2.1.2. Sifat-Sifat Fisik Tanah 2.1.2.1. Kadar Air Water Content Kadar air W merupakan perbandingan antara berat air W w dengan berat butiran padat W s dalam tanah tersebut, dinyatakan dalam persen. W = W w W s x 100 2.3 Dimana: W = Kadar air Universitas Sumatera Utara 11 W w = Berat air gr W s = Berat butiran gr

2.1.2.2. Angka Pori Void Ratio

Angka pori e merupakan perbandingan antara volume rongga V v dengan volume butiran V s , biasanya dinyatakan dalam desimal. e = V v V s 2.4 Dimana: e = angka pori V v = volume rongga cm 3 V s = volume butiran cm 3

2.1.2.3 Porositas Porocity

Porositas n merupakan perbandingan antara volume rongga V v dengan volume total V. Nilai n dapat dinyatakan dalam persen atau desimal. n = V v V 2.5 Dimana: n = porositas V v = volume rongga cm 3 V = volume total cm 3 Universitas Sumatera Utara 12

2.1.2.4. Berat Volume Basah Unit Weight

Berat volume lembab atau basah γ b merupakan perbandingan antara berat butiran tanah termasuk air dan udaraW dengan volume tanah V. γ b = W V 2.6 Dimana: γ b = Berat volume basah grcm 3 W = berat butiran tanah gr V = volume total tanah cm 3 dengan W = Ww + Ws + Wv Wv = berat udara = 0 . Bila ruang udara terisi oleh air seluruhnya Va = 0, maka tanah menjadi jenuh.

2.1.2.5. Berat Volume Kering Dry Unit Weight

Berat volume kering γ d merupakan perbandingan antara berat butiran W s dengan volume total V tanah. γ d = W s V 2.7 Dimana: γ d = berat volume kering grcm 3 W s = berat butiran tanah gr V = volume total tanah cm 3 Universitas Sumatera Utara 13

2.1.2.6. Berat Volume Butiran Padat Soil Volume Weight

Berat volume butiran padat γ s merupakan perbandingan antara berat butiran tanah W s dengan volume butiran tanah padat V s . γ s = W s V s 2.8 Dimana: γ s = berat volume padat grcm 3 W s = berat butiran tanah gr V s = volume total padat cm 3

2.1.2.7 Berat Jenis Specific Gravity

Berat jenis tanah G s merupakan perbandingan antara berat volume butiran padat γ s dengan berat volume air γ w pada temperature 4º.Nilai suatu berat jenis tanah tidak bersatuan tidak berdimensi. G s = γ s γ w 2.9 Dimana: G s = berat jenis γ s = berat volume padat grcm 3 γ w = berat volume air grcm 3 Universitas Sumatera Utara 14 Nilai-nilai berat jenis dari berbagai jenis tanah dapat dilihat dalam Tabel 2.1 berikut ini: Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah Sumber: Mekanika Tanah Jilid I, Hardiyatmo, 2002

2.1.2.8. Derajat Kejenuhan

Derajat kejenuhan S merupakan perbandingan volume air V w dengan volume total rongga pori tanah V v , biasanya dinyatakan dalam persen. S = V w V v x100 2.10 Dimana: S = derajat kejenuhan V w = volume air cm 3 V v = volume total rongga pori tanah cm 3 Macam Tanah Berat Jenis Kerikil 2,65 – 2,68 Pasir 2,65 – 2,68 Lanau tak organic 2,62 – 2,68 Lempung organic 2, 58 – 2,65 Lempung tak organic 2,68 – 2,75 Humus 1,37 Gambut 1,25 – 1,80 Universitas Sumatera Utara 15 Bila tanah dalam keadaan jenuh air, maka S=1. Derajat kejenuhan dan kondisi tanah dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut: Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah Sumber: Mekanika Tanah Jilid I, Hardiyatmo, 2002

2.1.3. Uji Klasifikasi Tanah

Ada beberapa pengujian yang dapat kita lakukan untuk mengklasifikasikan tanah.Diantaranya adalah uji batas-batas atterberg, analisa ukuran butir, dan analisis hidrometer.

2.1.3.1. Batas-Batas Atterberg

Batas-batas Atterberg digunakan untukmengklasifikasikan jenis tanahuntuk mengetahuiengineering propertiesdanengineeringbehaviortanahberbutirhalus.Pada tanahberbutir halushalyang palingpenting adalahsifatplastisitasnya.Plastisitas disebabkanolehadanyapartikelminerallempungdalam tanahyangdapatdidefinisikan sebagaikemampuantanahdalammenyesuaikanperubahanbentuk padavolumeyang Keadaan Tanah Derajat Kejenuhan Tanah kering Tanah agak lembab 0 – 0,25 Tanah lembab 0,26 – 0,50 Tanah sangat lembab 0,51 – 0,75 Tanah basah 0,76 – 0,99 Tanah jenuh 1 Universitas Sumatera Utara 16 konstan tanpa adanya retak ataupunremuk. Plastisitas suatu tanah bergantung padakadar airsehingga tanahmemungkinkan menjadi berbentukcair, plastis, semi padat atau padat. Konsistensi suatu tanah bergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempungnya. Atterberg 1911 memberikan carauntuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kandungan kadar airnya. Batas-batastersebut adalah batas cair, batasplastis dan batas susut. Batas- batas Atterberg dapatdigambarkan seperti dalamGambar 2.2 . Gambar 2.2 Batas-Batas Atterberg 1. Batas cair Liquid Limit Batascairliquidlimit merupakankadarairtanahpadabatasantarakeadaan cairdankeadaanplastisyaknibatasatasdaridaerahplastis. Batascairditentukan dari pengujian Cassagrande 1948, yakni dengan menggunakan cawan yang telah dibentuk sedemikian rupa yang telah berisisampeltanah yang telah dibelah olehgroovingtooldandilakukandenganpemukulansampeldenganjumlahdua sampel dengan pukulan diatas 25 pukulan dan dua sampel dengan pukulan dibawah 25 pukulan sampai tanah yang telah dibelah tersebut menyatu. Hal ini dimaksudkan Universitas Sumatera Utara 17 agar mendapatkan persamaan sehingga didapatkan nilaikadarairpada25kalipukulan.Batascairmemilikibatasnilaiantara0– 1000,akantetapikebanyakantanahmemilikinilaibatascairkurangdari100 Holtz danKovacs, 1981. Alat pengujian untuk batas cair dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut: Gambar 2.3 Cawan Casagrande dan Grooving Tool Das, 2002 Universitas Sumatera Utara 18 2. Batas Plastis Plastic Limit Batasplastisplasticlimitmerupakankadarairtanah padakedudukanantara daerahplastisdansemipadat,yaitupersentasekadarairdi manatanahdengandiametersilinder3,2 mmmulaimengalamiretak-retakketika digulung. 3. Batas Susut Shrinkage Limit Batas susut shrinkage limit merupakan kadar air tanah pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana pengurangan kadar air selanjutnya mengakibatkan perubahan volume tanahnya. Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboratorium dengan cawan porselin diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian dalam cawan dilapisi oleh pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna yang kemudian dikeringkan dalam oven. Volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. Batas susut dapat dinyatakan dalam berikut: SL = � m 1 −m 2 m 2 − v 1 −v 2 γ w m 2 � x 100 2.11 Dimana: m 1 = berat tanah basah dalam cawan percobaan gr m 2 = berat tanah kering oven gr v 1 = volume tanah basah dalam cawan cm 3 v 2 = volume tanah kering oven cm 3 γ w = berat jenis air grcm 3 Universitas Sumatera Utara 19 4. Indeks Plastisitas Plasticity Index Indeks Plastisitasplasticityindex adalahselisih batas cairdan batas plastis.Adapunrumusandalammenghitung besarannilaiindeksplastisitasadalah sesuai dengan persamaan2.12 , sepertiyangditunjukkan pada rumusan dibawah. PI=LL -PL 2.12 Dimana: PI = indeks plastisitas LL = batas cair PL = batas plastis Indeksplastisitasmerupakanintervalkadarair dimanatanahmasih bersifat plastis. Karenaitu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisitasan tanahtersebut.Jikatanahmempunyaiintervalkadarairdaerahplastisyang kecil, maka keadaaninidisebutdengantanahkurus,kebalikannya jikatanah mempunyai interval kadar air daerah plastisyang besar disebuttanahgemuk. Klasifikasi jenis tanah berdasarkan indeks plastisitasnya dilihat pada Tabel 2.3 Universitas Sumatera Utara 20 Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah Sumber: Mekanika Tanah Jilid I, Hardiyatmo, 2002

2.1.3.2. Gradasi Ukuran Butir

Sifat-sifat jenis tanah tertentu banyak tergantung pada ukurannya. Besarnya butiran juga merupakan dasar untuk klasifikasi atau pemberian nama pada macam tanah. Besar butiran tanah biasanya digambarkan dalam grafik yaitu merupakan grafik lengkung Grading Curve atau grafik lengkung pembagi butir Partial Size Distribution Cueve . Suatu tanah yang mempunyai kurva distribusi ukuran butir yang hampir vertikal semua partikel dengan ukuran yang hampir sama disebut tanah yang uniform Uniformly Graded. Apabila kurva membentang pada daerah yang agak besar, tanah disebut bergradasi baik.Berikut ini adalah gambar alat yang digunakan untuk pengujian analisa saringan Sieve Analysis. PI Tingkat Plastisitas Jenis Tanah Kohesi Non – Plastis Pasir Non – Kohesif 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian 7 – 17 Plastisitas Sedang Lempung Berlanau Kohesif 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif Universitas Sumatera Utara 21 Gambar 2.4 Ayakan Untuk Pengujian Sieve Analysis Das, 1998

2.1.3.3. Analisa Hidrometer

Analisa hidrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi pengendapan butir- butir tanah dalam air. Bila suatu contoh tanah dilarutkan dalam air, partikel-partikel tanah akan mengendap dengan kecepatan yang berbeda-beda tergantung pada bentuk, ukuran, dan beratnya Das, 1998. Analisa hidrometer juga digunakan untuk memperpanjang kurva distribusi analisa saringan dan untuk memperkirakan ukuran- ukuran yang butirannya lebih kecil dari ayakan No.200.Analisa hidrometer tidak secara langsung digunakan dalam system klasifikasi tanah. Detail dari uji ini dapat ditemukan di ASTM D422 Bowles, 1984. Berikut ini adalah gambar alat yang digunakan untuk pengujian analisa hidrometer Hydrometer Analysis Universitas Sumatera Utara 22 Gambar 2.5 Alat Hidrometer Jenis ASTM 152H Das, 1998 2.1.4. Sistem Klasifikasi Tanah 2.1.4.1. Klarifikasi Berdasarkan Tekstur Ukuran Butir Tanah Seperti diketahui bahwa di alam ini tanah terdiri dari susunan butir-butir antara lain: pasir, lumpur, dan lempung yang persentasenya berlainan. Klasifikasi tekstur ini dikembangkan oleh departemen pertanian Amerika Serikat U.S. Departement of Agriculture dan deskripsi batas-batas susunan butir tanah di bawah system U.S.D.A. Kemudian dikembangkan lebih lanjut dan digunakan untuk pekerjaan jalan raya yang lebih dikenal dengan klasifikasi tanah berdasarkan persentase susunan butir tanah oleh U.S. Public Roads Administration. Diagram klasifikasi tekstur dapat dilihat pada gambar di bawah ini: Universitas Sumatera Utara 23 Gambar 2.6 Diagram Klasifikasi Tekstur Gambar 2.6 Diagram Klasifikasi Tekstur

2.1.4.2. Klasifikasi Sistem Kesatuan Tanah Unified Soil Classification System

Sistem klasifikasi berdasarkan hasil-hasil percobaan laboratorium yang paling banyak dipakai secara meluas adalah sistem klasifikasi kesatuan tanah.Percobaan laboratorium yang dipakai adalah analisis ukuran butir dan batas- batas Atterberg.Semua tanah diberi dua huruf penunjuk berdasarkan hasil-hasil percobaan ini. Ada dua golongan besar tanah-tanah yang berbutir kasar, 50 melalui ayakan No.200 dan tanah-tanah berbutir halus 50 melalui ayakan No.200.Sistem ini pada awalnya dikembangkan untuk pembangunan lapangan terbang, diuraikan oleh Casagrande 1948. Ia telah dipakai sejak tahun 1942 , tetapi diubah sedikit Universitas Sumatera Utara 24 pada tahun 1952 agar dapat terpakai pada konstruksi bendungan dan konstruksi- konstruksi lainnya. Simbol-simbol yang digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan sistem unified ini adalah sebagai berikut: Huruf pertama: Huruf kedua: G = kerikil Gravel W = bergradasi baik Well graded S = pasir Sand P = bergradasi buruk Poor graded W P dari lengkung gradasi M = kelanauan Muddy C = kelempungan Clayey dari diagram plaastisitas M = lanau Mud L = batas cair rendah Low LL C = lempung Clay H = bataas cair tinggi High LL O = organik Organic Universitas Sumatera Utara 25 Gambar 2.7 Klasifikasi Tanah Sistem Unified

2.1.4.3 Klasifikasi Sistem AASHTO AASHTO Classification System

Klasifikasi tanah sistem ini dikembangkan pada tahun 1929 oleh Public Road Administration Classification System.Dalam sistem klasifikasi AASHTO ini, tanah diklasifikasikan dalam 7 kelompok besar yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah-tanah Universitas Sumatera Utara 26 yang diklasifikasikan dalam kelompok A-1, A-2, dan A-3 adalah tanah-tanah berbutir kasar dimana 35 atau kurang butir-butir tersebut melalui ayakan No.200. Sedangkan tanah-tanah yang diklasifikasikan dalam kelompok A-4, A-5, A-6, dan A-7 adalah tanah dimana butir-butirnya 35 atau lebih melalui ayakan No.200. Pada umumnya tanah ini adalah lumpur dan lempung. Gambar 2.8 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO 2.1.5. Sifat-Sifat Mekanis Tanah 2.1.5.1. Pemadatan Tanah Compaction Pemadatan compaction merupakan proses naiknya kerapatan tanah dengan memperkecil jarak antar partikel sehingga terjadi reduksi volume udara: tidak terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah ini. Pada dasarnya pemadatan merupakan usaha mempertinggi kepadatan tanah dengan pemakaian energi mekanis Universitas Sumatera Utara 27 untuk menghasilkan pemampatan partikel.Energi pemadatan di lapangan dapat diperoleh dari mesin gilas, alat-alat pemadatan getaran dan dari benda-benda berat yang dijatuhkan.Di dalam laboratorium digunakan alat-alat pemadatan tanah untuk percobaan. Derajat kepadatan yang dapat dicapai tergantung tiga faktor yang saling berhubungan, yaitu kadar air selama pemadatan, volume dan jenis tanah dan jenis beban pemadat yang digunakan Krebs dan Walker, dalam Budi Satrio 1998. Ada 2 macam percobaan di laboratorium yang biasa dipakai untuk menentukan kadar air optimum Optimum Moisture Content = O.M.C dan berat isi kering maksimum Maximum Dry Density= γ d . Percobaan-percobaan tersebut ialah percobaan pemadatan standar Standart Compaction Test dan percobaan pemadatan modifikasi Modified Compaction Test. Pada tanah yang mengalami pengujian pemadatan akan terbentuk grafik hubungan berat volume kering dengan kadar air. Kemudian dari grafik hubungan antara kadar air dan berat volume kering ditentukan kepadatan maksimum dan kadar air optimum. Gambar 2.9 Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah

2.1.5.2. Pengujian Uji Tekan Bebas Unconfined Compression Test

Universitas Sumatera Utara 28 Pengujian uji tekan bebas ini dimaksudkan untuk menentukan besarnya kekuatan tekan bebas contoh tanah dan batuan yang bersifat kohesif dalam keadaan asli maupun buatan remoulded. Yang dimaksud dengan kekuatan tekan bebas adalah beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan pada saat regangan axialnya mencapai 20.Bilamaksudpengujianadalah untuk menentukanparameterkuatgeser tanah,pengujian ini hanya cocok untuk jenis tanah lempung jenuh, dimana padapembebanancepat,airtidaksempatmengalirkeluardaribendauji. Berikut ini adalah gambar skematik dari prinsip pembebanan pada uji tekan bebas: Gambar 2.10 Skema Uji Tekan Bebas Teganganaksialyangditerapkandiatasbendaujiberangsur-angsurditambah sampaibendaujimengalamikeruntuhan.Padasaatkeruntuhannya,karen aσ 3 =0,maka: τ f = σ 1 2 = q u 2 = c u 2.13 Dimana: τ f = kuat geser kgcm 2 Universitas Sumatera Utara 29 σ1 = tegangan utama kgcm 2 q u = kuat tekan bebas tanah kgcm 2 c u = kohesi kgcm 2 Gambar 2.11 menunjukkan lingkaran Mohr untuk pengujian Unconfined Compression Test UCT. Gambar 2.11 Keruntuhan Geser Kondisi Air Termampatkan q u Di Atas Sebagai Kekuatan Tanah Kondisi Tak Tersekap Das, 2008 Tabel 2.4 Hubungan Konsistensi Dengan Kuat Tekan Bebas Tanah Lempung Konsistensi q u kNm 2 Lempung keras 400 Lempung sangat kaku 200 – 400 Lempung kaku 100 – 200 Lempung sedang 50 – 100 Lempung lunak 25 – 50 Lempung sangat lunak 25 Faktor konversi : 1 lbin 2 = 6.894,8 Nm 2 Universitas Sumatera Utara 30 Sumber: Mekanika Tanah Jilid I, Hardiyatmo, 2002 Dalam praktek untuk mengusahakan agar kuat geser undrained yang diperoleh dari hasil uji tekan bebas mendekati sama dengan hasil uji triaksial pada kondisi keruntuhan, beberapa hal harus dipenuhi, antara lain Holtz dan Kovacs, 1981: 1. Benda uji harus 100 jenuh, kalau tidak, akan terjadi desakan udara di dalam ruang pori yang menyebabkan angka pori e berkurang sehingga kekuatan benda uji bertambah. 2. Benda uji tidak boleh mengandung retakan atau kerusakan yang lain. Dengan kata lain benda uji harus utuh dan merupakan lempung homogen. 3. Tanah harus terdiri dari butiran sangat halus. Hal ini berarti bahwa penentuan kuat geser tanah dari uji tekan bebas hanya cocok untuk tanah lempung. 4. Proses pengujian harus berlangsung dengan cepat sampai contoh tanah mencapai keruntuhan. Jika waktu yang dibutuhkan dalam pengujian terlalu lama, penguapan dan pengeringan benda uji akan menambah tekanan kekang dan dapat menghasilkan kuat geser yang lebih tinggi. Waktu yang cocok biasanya sekitar 5 sampai 15 menit.

2.1.5.3 Teori Keruntuhan Mohr-Coulomb

Teorikeruntuhanberfungsiuntuk mengujihubunganantarategangan normaldantegangan gesertanah,dimanakeruntuhanfailureadalah ketidakmampuanelementanahuntukmenahanbeban akibatpembebanan.Keruntuhanjugadapat didefenisikansebagaikeadaandimanatanahtidakdapat menahanreganganyangbesardan ataupenurunankeadaanreganganyangsangat cepat. Universitas Sumatera Utara 31 Padasekitartahun1776, Coulombmemperkenalkanhubunganlinearyang terjadi antara tegangan normal dan tegangan geser. τ f = c + tan ∅ 2.14 Dimana: c = kohesi kgcm 2 Ø = sudut geser internal º Gambar 2.12 Grafik Hubungan Tegangan Normal dan TeganganGeser

2.2. Bahan-Bahan Penelitian

2.2.1. Tanah Lempung 2.1.2.1 Defenisi Lempung

Tanah lempung merupakan tanah dengan ukuran mikrokopis sampai dengan sub-mikroskopis tidak dapat dilihat dengan jelas hanya dengan mikroskopis biasa yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung clay mineral, dan mineral-mineral sangat halus lain. Dari segi material bukan ukurannya, yang disebut tanah lempung mineral Universitas Sumatera Utara 32 lempung adalah tanah yang mempunyai partikel-partikel mineral tertentu yang “menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air” Grim, 1953. Dalam klasifikasi tanah secara umum, partikel tanah lempung memiliki diameter 2µm atau sekitar 0,002 mm USDA, AASHTO, USCS.Di beberapa kasus partikel berukuran antara 0,002 mm sampai 0,005 mm masih digolongkan sebagai partikel lempung ASTM-D-653. Sifat-sifat yang dimiliki lempung Hardiyatmo, 1999 adalah sebagai berikut: 1. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm 2. Permeabilitas rendah 3. Kenaikan air kapiler tinggi 4. Bersifat sangat kohesif 5. Kadar kembang susut yang tinggi 6. Proses konsolidasi lambat

2.1.2.2. Lempung dan Mineral Penyusunnya

Mineral lempung merupakansenyawasilikat yangkompleksyang terdiri darialuminium,magnesium danbesi.Duaunitdasardariminerallempungadalah silika tetrahedradan aluminium oktahedra. Setiap unittetrahedra terdiri dari empatatom oksigenyangmengelilingisatuatom silikondanunitoktahedraterdiri darienamgugusionhidroksilOHyangmengelilingiatomaluminiumDas, 2008. Satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari silika tetrahedron dan aluminium octahedron.Satuan-satuan dasar tersebut bersatu membentuk struktur lembaran dan jenis-jenis mineral lempung tersebut tergantung dari komposisi susunan satuan struktur dasar atau tumpuan lembaran serta macam ikatan antara Universitas Sumatera Utara 33 masing-masing lembaran. Unit-unitsilikatetrahedraberkombinasimembentuklembaransilikasilicasheet dan unit-unit oktahedraberkombinasi membentuk lembaran oktahedra gibbsite sheet . Bilalembaransilikaituditumpukdiataslembaranoktahedra,atom-atomoksigen tersebut akan menggantikan posisi ion hidroksil pada oktahedra untuk memenuhi keseimbangan muatan mereka. a b c d e Gambar 2.13StrukturAtomMineral Lempung a silicatetrahedra; bsilica sheet ; c aluminium oktahedra ; d lembaran oktahedra gibbsite ; e lembaran silika – gibbsite Das, 2008. Universitas Sumatera Utara 34 Lempung terdiri dari berbagai mineral penyusun, antara lain mineral lempung kaolinite, montmorillonite, dan illite group dan mineral-mineral lain dengan ukuran sesuai dengan batasan yang ada mika group, serpentinite group 1. Kaolinite Kaolinite adalahhasil pelapukan sulfat atau air yang mengandung karbonatpadatemperatursedang. Dimanakaolinitemurniumumnya berwarnaputih,putihkelabu,kekuning-kuningan ataukecoklat-coklatan. Mineralkaoliniteberwujudseperti lempengan-lempengantipisdengan diameter1000Åsampai20000Ådanketebalandari100Åsampai1000 Å denganluasanspesifikperunit massa±15m 2 gr. Silikatetrahedramerupakanbagiandasar daristrukturkaoliniteyangdigabungdengansatu lembaranaluminaoktahedrangibbsite danmembentuksatuunitdasar dengantebalsekitar 7,2Å 1Å=10-10msepertiyang terlihatpada Gambar2.14a.Hubunganantarunit dasarditentukanolehikatanhidrogen dan gaya bervalensi sekunder. Kedua lembaran terikat bersama-sama, sedemikian rupa sehingga ujung dari lembaran silika dan satu dari lapisan lembaran oktahedra membentuk sebuah lapisan tunggal. Dalam kombinasi lembaran silika dan aluminium, keduanya terikat oleh ikatan hidrogen Gambar 2.14b. Pada keadaan tertentu, partikel kaolinite mungkin lebih dari seratus tumpukan yang sukar dipisahkan. Karena itu, mineral ini stabil dan air tidak dapat masuk di antara lempengannya untuk menghasilkan pengembangan atau penyusutan pada sel satuannya. Mineral kaolinite memiliki rumus kimia sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 35 OH 8 Al 4 Si 4 O 10 Gambar struktur kaolinite dapat dilihat pada Gambar 2.14 Gambar 2.14 a Diagram skematik struktur kaolinite Lambe, 1953 b Struktur atom kaolinite Grim, 1959 2. Montmorillonite Montmorillonite adalah nama yang diberikan pada mineral lempung yang ditemukan di Montmorillon, Perancis pada tahun 1847. Montrnorillonite, disebut juga dengan smectite, adalah mineral yang dibentuk oleh dua lembaran silika dan satu lembaran aluminium gibbsite Gambar 2.15a. Lembaran oktahedra terletak di antara dua lembaran silika dengan ujung tetrahedra tercampur dengan hidroksil dari lembaran oktahedra untuk membentuk satu lapisan tunggal Gambar 2.15b. Universitas Sumatera Utara 36 Gambar 2.15 a Diagram skematik struktur montmorrilonite Lambe, 1953 b Struktur atom montmorrilonite Grim, 1959 Mineral montmorillonite memiliki rumus kimia sebagai berikut: OH 4 Si 8 Al 4 O 20 . nH 2 O Dimana: nH 2 O adalah banyaknya lembaran yang terabsorbsi air. Mineral montmorillonite juga disebut mineral dua banding satu 2:1 karena satuan susunan kristalnya terbentuk dari susunan dua lempeng silika tetrahedra mengapit satu lempeng aluminium oktahedral ditengahnya. Dalam lembaran oktahedra terdapat substitusi parsial aluminium oleh magnesium. Karena adanya gaya ikatan van der Waals yang lemah di antara ujung lembaran silika dan terdapat kekurangan muatan negatif dalam lembaran oktahedra, air dan ion-ion yang berpindah-pindah dapat masuk dan memisahkan lapisannya. Jadi, kristal montmorillonite sangat kecil, tapi pada waktu tertentu mempunyai gaya tarik yang kuat terhadap air. Tanah-tanah yangmengandung montmorillonite sangat Universitas Sumatera Utara 37 mudah mengembang oleh tambahan kadar air, yang selanjutnya tekanan pengembangannya dapat merusak struktur ringan dan perkerasan jalan raya. 3. Illite Illite adalah bentuk mineral lempung yang terdiri dari mineral-mineral kelompok illite.Bentuk susunan dasarnya terdiri dari sebuah lembaran aluminium oktahedra yang terikat di antara dua lembaran silika tetrahedra.Dalam lembaran oktahedra, terdapat substitusi parsial aluminium oleh magnesium dan besi, dan dalam lembaran tetrahedra terdapat pula substitusi silikon oleh aluminium Gambar 2.16.Lembaran-lembaran terikat besama-sama oleh ikatan lemah ion-ion kalium yang terdapat di antara lembaran-lembarannya. Ikatan-ikatan dengan ion kalium K + lebih lemah daripada ikatan hidrogen yang mengikat satuan kristal kaolinite, tapi lebih kuat daripada ikatan ionik yang membentuk kristal montmorillonite. Susunan Illite tidak mengembang oleh gerakan air di antara lembaran-lembarannya. Mineral illite memiliki rumus kimia sebagai berikut: OH 4 K y Si 8-y . Al y Al 4 . Mg 6 .Fe 4 . Fe 6 O 20 Dimana y adalah antara 1 dan 1,5. Illite memiliki formasi struktur satuan kristal, tebal dan komposisi yang hampir sama dengan montmorillonite. Perbedaannya ada pada :  Kalium K berfungsi sebagai pengikat antar unit kristal sekaligus sebagai penyeimbang muatan.  Terdapat ± 20 pergantian silikon Si oleh aluminiumAl pada lempeng tetrahedral.  Struktur mineral illite tidak mengembang sebagaimana montmorillonite. Universitas Sumatera Utara 38 Gambar struktur kaolinite dapat dilihat pada Gambar 2.16 Gambar 2.16 Diagram Skematik Struktur Illite Lambe, 1953

2.2.1.3. Sifat Umum Lempung

Bowles 1984 menyatakan beberapa sifat umum mineral lempung antara lain: 1. Hidrasi. Partikel mineral selalu mengalami hidrasi, hal ini dikarenakan lempung biasanya bermuatan negatif, yaitu partikel dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air yang disebut sebagai air terabsorbsi. Lapisan ini umumnya memiliki tebal dua molekul.Oleh karena itu disebut sebagai lapisan difusi ganda atau lapisan ganda. 2. Aktivitas Hasil pengujianindex properties dapat digunakan untuk mengidentifikasi tanahekspansif.Hardiyatmo2006 merujukpadaSkempton1953 Universitas Sumatera Utara 39 mendefinisikanaktivitastanah lempungsebagaiperbandinganantaraIndeks PlastisitasIPdenganprosentase butiranyanglebihkecildari0,002mmyangdinotasikandenganhurufC,disederhanakandal ampersamaan: A = PI fraksitanahlempung 2.15 Dimana untuknilai A 1,25 tanah digolongkan aktif dan bersifat ekspansif. Pada nilai1,25A 0,75 tanah digolongkan normalsedangkan tanahdengannilaiA 0,75 digolongkantidak aktif. Nilai- nilai khas dari aktivitas dapat dilihat pada Tabel 2.5 Tabel 2.5 Aktivitas Tanah Lempung Minerologi Tanah Lempung Nilai Aktivitas Kaolinite 0,4–0,5 Illite 0,5–1,0 Montmorillonite 1,0–7,0 Sumber: Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah Mekanika Tanah, Bowles, 1984 3. Flokulasi dan Disperse Flokulasimerupakanperistiwa penggumpalanpartikellempung didalam larutanair akibatminerallempung umumnyamempunyaipH7. Flokulasilarutandapat dinetralisir denganmenambahkanbahan-bahan yangmengandungasam ionH+, sedangkan penambahanbahan-bahanalkaliakanmempercepatflokulasi.Untuk menghindari flokulasi larutan air dapat ditambahkan zatasam. Lempung yang baru saja terflokulasi dapat dengan mudah didispersikan kembali ke dalam larutan dengan Universitas Sumatera Utara 40 menggoncangnya, menandakan bahwa tarikan antar partikel jauh lebih kecil dari gaya goncangan. Apabila lempung tersebut telah didiamkan beberapa waktu dispersi tidak dapat tercapai dengan mudah, yang menunjukkan adanya gejala tiksotropik, dimana kekuatan didapatkan dari lamanya waktu. Sebagai contoh, tiang pancang yang dipancang ke dalam lempung lunak yang jenuh akan membentuk kembali struktur tanah di dalam suatu zona di sekitar tiang tersebut. Kapasitas beban awal biasanya sangat rendah, tetapi sesudah 30 hari atau lebih, beban desain akan dapat terbentuk akibat adanya adhesi antara lempung dan tiang R.F.Craig, Mekanika Tanah. 4. Pengaruh Zat Cair Faseairyang beradadi dalamstrukturtanah lempungadalahairyang tidak murnisecarakimiawi.Pada pengujiandilaboratoriumuntuk batasAtterberg, ASTMmenentukanbahwa airsuling ditambahkansesuaidengankeperluan. Pemakaianairsulingyang relatifbebasiondapatmembuathasilyangcukup berbedadariapayangdidapatkandari tanahdi lapangandenganairyang telah terkontaminasi.Air yangberfungsi sebagai penentu sifat plastisitas dari lempung. Satu molekulair memilikimuatan positif danmuatannegatifpada ujungyang berbedadipolar.Fenomenahanyaterjadipadaairyangmolekulnyadipolar dantidakterjadipadacairanyangtidakdipolarsepertikarbontetrakolrida Ccl 4 yangjikadicampurlempungtidakakanterjadiapapun. Sifat dipolar air dapat dilihat pada Gambar 2.17 berikut Gambar 2.17 Sifat Dipolar Molekul Air Das, 2008 Universitas Sumatera Utara 41 Terdapat 3 mekanisme yang menyebabkan molekul air dipolar dapat tertarik oleh permukaan partikel lempung secara elektrik: 1. Tarikan antar permukaan negatif dan partikel lempung dengan ujung positif dipolar. 2. Tarikan antara kation-kation dalam lapisan ganda dengan muatan negatif dari ujung dipolar. Kation-kation ini tertarik oleh permukaan partikel lempung yang bermuatan negatif. 3. Andil atom-atom hidrogen dalam molekul air,yaitu ikatan hidrogen antara atom oksigen dalam partikel lempung dan atom oksigen dalam molekul- molekul air hydrogen bonding. Gambar 2.18 Tarik Menarik Molekul Dipolar Pada Lapisan Ganda Air biasanya tidak banyak mempengaruhi kekuatan tanah kohesif. Sebagai contoh, kuat geser tanah pasir mendekati sama pada kondisi kering maupun jenuh air. Tetapi, jika air berada pada lapisan pasir yang tidak padat, beban dinamis seperti gempa bumi dan getaran lainnya sangat mempengaruhi kuat gesernya. Sebaliknya, tanah butiran halus khususnya tanah lempung akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas permukaan spesifik menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas tanahnya. Mekanisme 1 Mekanisme 2 Mekanisme 3 Universitas Sumatera Utara 42 2.2.2. Semen 2.2.2.1. Umum Semencement adalahhasilindustridaripaduanbahanbaku:batu kapurgampingsebagaibahanutamadanlempungtanah liatataubahan pengganti lainnyadenganhasil akhirberupa padatanberbentuk bubukbulk,tanpa memandang prosespembuatannya,yang mengerasatau membatu pada pencampurandenganair. Dalam pengertianumum,semenadalahsuatu binder perekat,suatuzatyangdapat menetapkandanmengeraskandenganbebas,dandapatmengikatmateriallain. Semenyangdigunakandalam konstruksi digolongkankedalamsemen hidrolik dan semennon-hidrolik.Semenhidrolik adalahsemenyangmemilikikemampuanuntukmengikat danmengerasdidalamair.Contoh semenhidrolik antaralainsemen portland,semenpozzolan,semenalumina,sementerak,semenalam dan lain-lain. Sedangkan semennonhidrolikadalahsemenyangtidak memilikikemampuan untuk mengikatdanmengerasdidalam air, akantetapidapatmengerasdiudara. Contoh utama dari semen non hidrolik adalah kapur. Penguatan danpengerasan semen hidrolik disebabkan adanya pembentukan airyang mengandung senyawa-senyawa, pembentukan sebagaihasil reaksi antarakomponensemendenganair.Reaksidanhasil reaksi mengarah kepadahidrasidanhidratsecaraberturut-turut. Sebagaihasildarireaksiawal dengansegera,suatupengerasandapatdiamati padaawalnya dengansangatkecil danakanbertambahseiringberjalannyawaktu.Setelahmencapaitahap tertentu, titik inidiarahkanpada permulaantahap pengerasan.Penggabunganlebihlanjut disebut penguatan setelahmulai tahap pengerasan. Universitas Sumatera Utara 43 Jenis-jenis semen: 1. SemenAbuatausemenPortlandadalahbubukbulkberwarnaabukebiru- biruan, dibentukdaribahanutama batu kapurgamping berkadar kalsium tinggiyangdiolahdalam tanuryangbersuhudanbertekanantinggi Semenini biasadigunakansebagaiperekatuntukmemplester.Semeniniberdasarkan prosentasekandunganpenyusunannyaterdiridari5tipe,yaitutipeIsampai tipe V. 2. SemenPutihgraycementadalahsemenyanglebihmurnidarisemenabu dan digunakanuntuk pekerjaan penyelesaianfinishing, seperti sebagaifiller ataupengisi. Semenjenisinidibuatdaribahanutamakalsitcalcite limestone murni. 3. OilWell Cementatausemensumurminyakadalahsemenkhususyang digunakandalam prosespengeboranminyakbumiataugasalam,baikdidarat maupun di lepas pantai. 4. MixedFlyAshCementadalahcampuransemenabudenganPozzolan buatanfly ash.Pozzolanbuatanflyashmerupakanhasilsampingandari pembakaranbatubarayangmengandungamorphoussilica,aluminium oksida, besioksida danoksidalainnyadalam variasijumlah.Semeninidigunakan sebagaicampuran untukmembuat beton, sehingga menjadi lebih keras.

2.2.2.2. Semen Portland

Semen Portland sering disebut sebagai OPC, dari Ordinary Portland Cement adalah jenis yang paling umum dari semen dalam penggunaan umum di seluruh dunia karena merupakan bahan dasar beton, plesteran semen, dan sebagian besar non-nat khusus. Ini adalah bubuk halus yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland lebih dari 90, jumlah terbatas kalsium sulfat yang Universitas Sumatera Utara 44 mengontrol waktu yang ditetapkan dan sampai 5 bagian kecil sebagaimana diizinkan oleh berbagai standar.

2.2.2.3 Jenis-Jenis Semen Portland

Dalam perkembangannya, semen Portland dibagi dalam beberapa jenis sesuaidengankebutuhanpemakaiansemenyangdisebabkanoleh kondisi lokasimaupunkondisi tertentuyangdibutuhkanpadapelaksanaankonstruksi. Jenis-jenis Semen Portland itu antara lain: 1. Semen Portland Tipe I Semen portland tipe I dipakai untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang mengandung sulfat 0,0 – 0,10 dan dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung-gedung bertingkat, perkerasan jalan, struktur rel, dan lain-lain. 2. Semen Portland Tipe II Semen portland tipe II digunakan untuk konstruksi bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan sulfat Pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,10 – 0,20 dan panas hidrasi sedang, misalnya bangunan dipinggir laut, bangunan dibekas tanah rawa, saluran irigasi, beton massa untuk dam-dam dan landasan jembatan. 3. Semen Portland Tipe III Semen portland tipe III digunakan untuk konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan Universitas Sumatera Utara 45 terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat. 4. Semen Portland Tipe IV Semen portland tipe IV digunakan untuk keperluan konstruksi yang memerlukan jumlah dan kenaikan panas harus diminimalkan. Oleh karena itu semen jenis ini akan memperoleh tingkat kuat beton dengan lebih lambat ketimbang Portland tipe I. Tipe semen seperti ini digunakan untuk struktur beton masif seperti dam gravitasi besar yang mana kenaikan temperatur akibat panas yang dihasilkan selama proses curing merupakan faktor kritis. 5. Semen Portland Tipe V Semen portland tipe V dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada tanah air yang mengandung sulfat melebihi 0,20 dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan, dan pembangkit tenaga nuklir. PersyaratankomposisikimiasemenPortlandmenurutASTMDesignationC150-92, seperti terlhat padaTabel. 2.6 Universitas Sumatera Utara 46 Tabel 2.6 Persyaratan Standart Komposisi Kimia Semen Portland Sumber: ASTM Standard On Stabilization With Admixture, 1992

2.2.3. Limbah Kalsium Karbida CCR

Kalsium karbida atau karbit adalah sebuah senyawa kimia dengan rumus kimia CaC 2 . Senyawa murninya tidak berwarna, tapi kalsium karbida yang biasanya digunakan warnanya adalah abu-abu atau coklat dengan kandungan CaC 2 hanya sekitar 80-85 sisanya adalah CaO, Ca 3 P 2 , CaS, Ca 3 N 2 , SiC, dll.. Penggunaan utamanya dalam industri adalah untuk pembuatan asetilena dan kalsium sianamida. Karbit digunakan dalam proses las karbit dan juga dapat mempercepat pematangan buah. Persamaan reaksi Kalsium Karbida dengan air adalah: CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + CaOH 2 Universitas Sumatera Utara 47 Karena itu 1 gram CaC 2 menghasilkan 349ml asetilen. Pada proses las karbit, asetilen yang dihasilkan kemudian dibakar untuk menghasilkan panas yang diperlukan dalam pengelasan. Limbah kalsium karbit adalah bahan sisa dari industri pengolahan gas asitilena acetylene.Limbah karbit yang digunakan pada percobaan ini diperoleh dari industri bengkel las karbit di Jl. Sei Serayu, Kecamatan Medan Baru, Sumatera Utara.Limbah karbit mengandung sekitar 60 unsur kalsium. Komposisi kimia limbah karbit antara lain yaitu 1,48 SiO 2 , 59,98 CaO, 0,09 Fe 2 O 3 , 9,07 Al 2 O 3 , 0,67 MgO dan 28,71 unsur lain Benny Santoso, Indriyo Harsoyo dalam Novita, 2010. Tabel 2.7 Hasil Pengujian Analisis Kimia Limbah Karbit No Parameter Hasil Satuan Metode 1 Silika Oksida SiO 2 3,8169 Gravimetri 2 Besi Oksida Fe 2 O 3 0,0007 Spektrofotometri 3 Aluminium Oksida Al 2 O 3 3,1151 Gravimetri 4 Kalsium Oksida CaO 0,0093 Titrimetri Sumber: Laboratorium Kimia Analitik Fakultas MIPA USU

2.3. Stabilitas Tanah

2.3.1. Konsep Umum Stabilitas Tanah

Bowles 1984 mengemukakan bahwa ketika tanah di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan atau pun memiliki indeks konsistensi yang tidak stabil, permeabilitas yang cukup tinggi, atau memiliki sifat-sifat lain yang tidak diinginkan yang membuatnya tidak sesuai untuk digunakan di dalam suatu proyek Universitas Sumatera Utara 48 konstruksi, maka tanah tersebut perlu dilakukan usaha stabilisasi tanah. Stabilisasi tanahmerupakansuatuupayauntukmemperkuat atau menambahkankapasitasdukung tanahagar tanah tersebutsesuai dengan persyaratandan memiliki mutu yang baik. Tanahlempungmerupakam salahsatujenistanahyangseringdilakukan prosesstabilisasi.Halinidisebabkansifatlunakplastisdankohesif padatanah lempungdisaatbasah.Sehingga menyebabkanperubahanvolumeyangbesar karena pengaruhair dan menyebabkantanahmengembang danmenyusutdalam jangka waktuyang relatif cepat. Sifat inilahyang menjadi alasan perlunya dilakukan proses stabilisasi agar sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah tersebut. Stabilisasi dapat berupa tindakan-tindakan sebagai berikut: a. Menambah kepadatan tanah b. Menambah material yang tidak aktif, sehingga mempertinggi kohesi danatau tahan geser yang timbul c. Menambah material agar dapat mengadakan perubahan-perubahan alami dan kimiawi material tanah d. Merendahkan permukaan air tanah e. Mengganti tanah-tanah yang buruk Stabilisasi memiliki3tigacara yaitu:mekanis,fisis danpenambahan campuranadmixtureseperti caradenganmenggunakan lapisan tambahpada tanah misalnyageogrid atau geotekstil,melakukanpemadatandan pemampatan dilapangansertadapatjugadenganmelakukanmemompaanairtanahsehingga airtanah mengalamipenurunan. Stabilisatoryang sering digunakan yakni semen, Universitas Sumatera Utara 49 kapur,abusekam padi,abucangkak sawit,abuampastebu,flyash,bitumendan bahan- bahan lainnya.Kelebihan stabilisasidenganmenggunakanbahan tambahan admixtureadalah sebagai berikut: a. Meningkatkan kekuatan b. Mengurangideformabilitas c. Menjaga stabilitas volume d. Mengurangipermeabilitas e. Mengurangierodibilitas f. Meningkatkan durabilitas Dalam analisa stabilisasi tanah lempung ini, penulis akan melakukan usaha perbaikan tanah lempung dengan menggunakan campuran atau bahan tambahan admixtures berupa limbah karbit dan semen dengan variasi kadar campuran yang berbeda-beda.

2.3.2. Stabilitas Tanah Dengan Semen

Stabilisasi tanah dengan semen adalah salah satu alternatif perbaikan tanah dengan menambah bahan aditif.Stabilisasi tanah dengan semen diartikan sebagai pencampuran antara tanah yang telah dihancurkan, semen dan air, yang kemudian dipadatkan sehingga menghasilkan suatu material baru disebut Tanah – Semen dimana kekuatan, karakteristik deformasi, daya tahan terhadap air, cuaca dan sebagainya dapat disesuikan dengan kebutuhan untuk perkerasan jalan, pondasi bagunan dan jalan, aliran sungai dan lain-lain. Semen tidak hanya mengisi pori-pori tanah, tetapi juga menempel pada bidang-bidang kontak antara butir-butir tanah dan berfungsi sebagai bahan pengikat yang kuat Kezdi, 1979. Universitas Sumatera Utara 50 Selain bisa menaikkan kekuatan dan mengurangi deformability, stabilitas tanah dengan semen juga dapat mengurangi permeabilitas tanah Masyhur, 2002.Bermacam-macam semen yang dapat digunakan untuk stabilitas tanah. Tetapi semen portland tipe I adalah tipe semen yang paling umum digunakan untuk stabilisasi ini.

2.3.3. Stabilisasi Tanah Dengan Karbit

Dengan bertambah majunya pembangunan di negara kita, terutama di sektor industri, timbul suatu masalah yaitu: pembuangan sisa-sisa atau limbah industri yang tidak terpakai, dalam hal ini merupakan sisa-sisa produksi gas tabung asetilin yang memakai bahan baku karbit. Limbah pembakaran karbit tersebut akan dimanfaatkan untuk stabilisasi tanah dengan tujuan untuk meningkatkan daya dukung tanah asli. Mengacu pada pengetesan kadar unsur kimia yang dikandung limbah karbit di Laboratorium Kimia Industri Teknologi 10 Nopember Surabaya, diketahui bahwa kadar CaO yang terkandung di dalamnya hampir sama dengan kapur, di mana unsur CaO tersebut memberikan perbaikan terhadap sifat-sifat tanah terutama tanah yang diameter butirannya halus yaitu: jenis tanah lempung, karena bagian tanah yang halus fined grained soil memberikan respons yang baik tanah yang mempunyai clay content 2M 10 dan P.I. 10. Universitas Sumatera Utara 1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 . UMUM

Tanah merupakan bahan yang tidak terkonsolidasi dari kerak bumi dimana di atasnya akan dibangun suatu struktur atau dipakai sebagai bahan konstruksi.Tanah juga dapat didefenisikan sebagai bahan di atas batuan dasar, yang lepas dan tidak terkonsolidasi, yang dihasilkan oleh pelapukan batuan. Bowles, 1993 Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk menyebarkan beban bangunan kedalamnya.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. Stabilisasiadalahpencampuran tanahdenganbahantertentu,gunamemperbaikisifat- sifatteknistanah,ataudapat pulaberartiusahauntukmerubahataumemperbaiki sifat- sifatteknistanahtertentuagarmemenuhisyaratteknis tertentuHardiyatmo, 2010. Bahantambahadditivesuntukstabilisasiadalahbahanyangbiladitambahkan kedalamtanahdengan perbandinganyangtepatakanmemperbaikisifat-sifat teknistanah,sepertikekuatan, tekstur, workability danplastisitas.Bahantambahyangbiasadigunakanuntukperbaikan tanahantaralain,semen,kapur, abuterbang,abusekampadi,ataucampuran antara duaatautigabahantambahtsb. Universitas Sumatera Utara 2

1.2. LATAR BELAKANG

Seluruhbangunansipilberkaitaneratdengantanah,karenatanahdapatdigunakan sebagaibahan bangunandan sebagaitempatbangunan dapatberdiri.Sepertidiketahui, dalam setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah awalyang harusdilakukan,gunamengetahuiapakahtanahdilokasipembangunantelah memenuhi persyaratan perencanaanyaitu stabilitas, deformasi dan kepadatan.Jenis tanahyang perlu diperhatikan adalah tanah lempung. Terdapat beberapa masalahyang harusdihadapiolehseorang insinyursipildilapangan,dimanasering dihadapkanpadakenyataanbahwalokasimemiliki karakteristiktanahyangkurang baik, sehingga untuk menambahkekuatan dan memperbaiki daya dukungnya perlu dilakukan upaya stabilisasipadatanah di lokasi tesebut. Tanah lunak adalah tanah yang jika tidak dikenali dan diselidiki secara berhati-hati dapat menyebabkan masalah ketidakstabilan dan penurunan jangka panjang yang tidak dapat ditolerir; tanah tersebut mempunyai kuat geser yang rendah dan kompresibilitas yang tinggi.Panduan Geoteknik 1 Proses Pembentukkan dan Sifat-Sifat Dasar Tanah Lunak, 2002. Padatanahlunakterdapatduamasalahpokok. Pertama, masalahdayadukung tanahyangrendah.Kedua, masalahpenurunanyangbesar.Sifattanahlunakyang lain, yang jugakurang menguntungkanadalahmempunyaikadarair yangtinggi.Untuk mengatasihaltersebutdiperlukanupayaperbaikantanahmelaluiusaha stabilisasitanah. Dalam pengujian inimetoda stabilisasiyang digunakan adalah stabilisisasisecara dengan mencampuran semen dan limbah karbit pada tanah lempung. Limbahkarbit Calcium Carbide ResidueCCRadalahsisapembakaran karbityangtidakterpakai.limbah karbit merupakan limbah yang diperoleh dari industri Universitas Sumatera Utara 3 bengkel las karbit.. Umumnya sisa-sisakarbitsisa pengelasan pada besi dibuang pada daerah tertentu atauditimbun didaerahsekitarbengkel.Disekitardaerah TerminalAmplas Medansajaadasekitar30bengkellaskarbit.Diperkirakandalam seharitiap bengkelmenghasilkan1kglimbahkarbit,makadalam satutahunsajabengkel karbitdisekitarTerminalAmplasMedan mampumemproduksi10tonlimbah karbit. Dalam penelitian ini, limbah karbit calcium carbide residuCCR diperoleh dari limbah industri bengkel las karbit di Jl. Sei Serayu, Kecamatan Medan Baru, Sumatera Utara. Kalsium karbit CaC 2 diperoleh dari reaksi kimia antara kapur dari proses pembakaran batu kapur dan arang batu. Limbah kapur karbit CCR CaOH 2 diperoleh dari reaksi CaC 2 dan air H 2 O untuk membentuk gas asitilena C 2 H 2 , reaksi pembentuk CCR sebagai berikut Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003, Makaratat, dkk, 2010: Somna, dkk, 2011; Kampala dan Horpibulsuk, 2013; Horpibulsuk, dkk, 2012 CaC 2 +H 2 O →C 2 H 2 + CaOH 2 Selamainipemanfaatanlimbahpadattersebutbelum optimal.Limbahini hanya dimanfaatkan sebagai tanah timbun pada area di sekitar pabrik. Apabila keadaaninidibiarkanterusmenerus,maka semakinlamapabrikakankekurangan lahanuntukpenimbunanlimbahsehinggadimungkinkan terjadinya pencemaran lingkungan. Universitas Sumatera Utara 4 1.3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 1.3.1. Tujuan Adapun tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui sifat fisik index properties dari tanah asli. 2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan semen dan limbah karbit terhadap stabilitas tanah. 3. Untuk mencari kadar persentase yang efektif dengan penambahan semen dan limbah karbit terhadap daya dukung tanah. 1.3.2. Manfaat Penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk : 1. Pihak-pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang sama. 2. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang dibahas dalam laporan tugas akhir.

1.4. PEMBATASAN PENELITIAN