Kajian Efektifitas Penggunaan Semen dan Bottom Ash Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR
TUGAS AKHIR
KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN SEMEN DAN
BOTTOM ASH TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG
DITINJAU DARI NILAI CBR
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
ANGGI RAHMAYANI
11 0404 026
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Tanah lempung diidentifikasikan dengan indeks plastisitas (PI) yang tinggi
dan ukuran partikel yang halus apabila tanah mempunyai sifat-sifat seperti ini dan
juga mempunyai struktur kristalisasi yang bersifat mengembang merupakan
masalah yang nyata. Pengembangan pada tanah lempung dapat dikendalikan
sebagian dengan cara stabilisasi dengan campuran seperti kapur,semen dan abu
batubara
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbaikan nilai index
properties akibat penambahan 1% dan 2% PC dan Bottom ash terhadap tanah
lempung, serta untuk mengetahui nilai CBR ( California Bearing Ratio ) akibat
penambahan bahan stabilisasi, serta kadar optimum penambahan Bottom
ash.Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen dengan
pengolahan data yang akan diperoleh dari uji laboratorium.
Dari hasil penelitian diperoleh bahwa sampel tanah asli memiliki kadar air
14,68% ; berat jenis 2,66 ; batas cair 48,15% dan indeks plastisitas34,61%.
Kemudian nilai kuat tekan 1,40 kg/cm2.Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel
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 bottom ash dan semen
diperoleh kesimpulan bahwa material bottom ashpaling maksimumterjadi pada
variasi campuran 2% PC + 9% BAyaitu dengan nilai CBR sebesar 9,93%.
Kata Kunci : lempung, semen,bottom ash, stabilisasi tanah, cbr (california
bearing ratio).
i
Universitas Sumatera Utara
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 “Kajian Efektifitas Penggunaan Semen dan Bottom
Ash Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR”.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 dan
sebagai orangtua yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta
motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Ibu Ika Puji Hastuty, 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
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.
ii
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.
Keluarga saya yang tercinta, kepada ayah saya Bapak Muhammad Abdi
SH dan kepada ibu saya Ibu Enny Harahap SE yang dengan penuh cinta
kasih dan kesabaran dalam merawat, mendidik, menjaga, mendoakan serta
berjuang dengan keras untuk selalu memenuhi kebutuhan hidupku hingga
berhasil mendapatkan kesempatan untuk menempuh pendidikan yang
tinggi. Semoga Allah SWT. selalu melimpahkan berkat bagi beliau.
9.
Untuk saudara- saudaraku yang tercinta, Ichwana Dwika Juni Baskara
Amd, Mutiara Rizky Sha’bani dan Abdillah Toha atas doa, dukungandan
waktu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
10.
Untuk yang terkasih Apip Gunaldi Dalimunthe S.P yang selalu memberi
semangat , dukungan, dan waktu yang berharga serta doa nya.
11.
Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USUyang telah membantu
dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini terkhusus
Jeriko, Tyodan yogi yang selalu dan tidak pernah bosan mengajari saya.
12.
Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2011, sylda, mimah, siti , wenny, dwi,
bg rico, hanafi, aref, yandi, reza, zulfuadi, hilman, musdi, imfim dan yang
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah
memberi dukungan serta semangat.
iii
Universitas Sumatera Utara
13.
Teman-teman Geoteknik, Zul Taufik, Wilda, Valdi, Zuzu, Ade, Intan Fara,
Ovan, lini, Adel, Evand, iren Surya, Daniel, Wisman, Ari, Sormin dan
Michael.
14.
Adik-adik stambuk 2014yang turut memberi dukungan dan bantuan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
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..
Medan, Desember 2015
Anggi Rahmayani
110404026
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Abstrak ............................................................................................................. i
Kata Pengantar ................................................................................................. ii
Daftar Isi........................................................................................................... v
Daftar Gambar ................................................................................................. ix
Daftar Tabel .................................................................................................. .. xi
Daftar Notasi.................................................................................................. .. xii
Daftar Lampiran................................................................................................xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1
Uraian Umum ...................................................................... 1
1.2
Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian ........................... 4
1.3
Rumusan Masalah ................................................................ 5
1.4
Batasan Masalah .................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 7
2.1
Tinjauan Umum ................................................................... 7
2.1.1 Pengertian Tanah ..................................................... 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ............................................. 9
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Content) ...................... 9
2.1.2.2 Porositas(Porosity) ....................................... 9
2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)............................... 9
2.1.2.4 Berat Volume Basah .................................... 10
2.1.2.5 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) .... 10
2.1.2.6 Berat Volume Butiran Padat
(Soil Volume Weight) ................................... 10
v
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.7 Berat Jenis (Specific Gravity) ..................... 10
2.1.2.8 Derajat Kejenuhan (S) .................................. 11
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg ................................... 15
2.1.2.9.1 Batas Cair ........................................ 15
2.1.2.9.2 Batas Plastis..................................... 17
2.1.2.9.3 Batas Susut ...................................... 17
2.1.2.9.4 Indeks Plastisitas ............................. 19
2.1.3 Klasifikasi Tanah ..................................................... 20
2.1.3.1 Klasifikasi Tanah Berdasarkan
AASHTO ..................................................... 21
2.1.3.2 Sistem Klasifikasi USCS ............................. 22
2.2
Bahan-bahan Penelitian ....................................................... 23
2.2.1 Tanah Lempung ....................................................... 23
2.2.1.1 Lempungdan Mineral Penyusunnya ............. 23
2.2.1.2 Sifat Umum Tanah Lempung ....................... 30
2.2.1.3 Pengaruh Air Pada Tanah Lempung ............ 31
2.2.2 Semen ....................................................................... 37
2.2.2.1 Umum ............................................................ 37
2.2.2.2 Jenis-jenis Semen Portland ............................ 37
2.2.2.3 Hidrasi dan Mekanisme Pengerasan Semen ....... 39
2.2.2.4 Pengaruh Air Terhadap Semen Portland……..40
2.2.3 Bottom Ash (BA) ...................................................... 40
2.3
Stabilisasi Tanah .................................................................. 41
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen .............................. 41
vi
Universitas Sumatera Utara
2.3.2
Stabilitas Tanah dengan Bottom Ash ....................... 42
2.4 CBR ( California Bearing Ratio ) .............................................. 43
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 47
3.1
Program Penelitian............................................................... 47
3.2
Pekerjaan Persiapan ............................................................. 47
3.3
Proses Pengambilan Tanah .................................................. 49
3.4
Pekerjaan Laboratorium....................................................... 50
3.4.1 Uji Sifat Kimia Bottom Ash .................................... 50
3.4.2 Uji Sifat FisikTanah ................................................. 50
3.4.3 Uji Sifat Mekanis Tanah .......................................... 51
3.4.2.1 Uji Proctor Standar ......................................... 51
3.4.2.2 Uji CBR (california bearing ratio) ................ 52
3.5
BAB IV
Analisis Data Laboratorium ................................................. 53
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 54
4.1
Pendahuluan ........................................................................ 54
4.2
Pengujian Sifat Kimia Bottom Ash ...................................... 54
4.3
Pengujian Sifat Fisik Bottom Ash ........................................ 54
4.4
Pengujian Sifat Fisik Tanah ................................................. 55
4.3.1
Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli............................ 55
4.3.2
Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan
Stablilisator .............................................................. 57
4.3.2.1 Batas Cair ............................................... 59
4.3.2.2 Batas Plastis ........................................... 60
4.3.2.3 Indeks Plastisitas ..................................... 61
vii
Universitas Sumatera Utara
4.5
Pengujian Sifat Mekanis Tanah ........................................... 62
4.4.1
Pengujian Pemadatan Tanah Asli........................... 62
4.4.2
Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction)
dengan Bahan Stabilisator ..................................... 63
4.4.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 64
4.4.2.2 Kadar Air Optimum Campuran ............... 65
4.4.3
BAB V
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ........... 65
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 69
5.1
Kesimpulan ......................................................................... 69
5.2
Saran ................................................................................... 70
Daftar Pustaka .................................................................................................. xvi
Lampiran-lampiran ........................................................................................... xviii
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Diagram Fase Tanah
8
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg
16
Gambar 2.3Cawan Cassagrande
17
Gambar 2.4Mineral-mineral Lempung
26
Gambar 2.5Diagram skematik struktur kaolinite Struktur atom kaolinite
26
Gambar 2.6Diagram Skematik Struktur Monotrollite
28
Gambar 2.7Diagram Skematik Struktur Illite
30
Gambar 2.8Kation dan Anion Pada Partikel
33
Gambar 2.9Sifat Dipolar Air
33
Gambar 2.10Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda
34
Gambar 2.11 Air Partikel Lempung
35
Gambar 2.12 GrafikHubungan Potensial Elektrostatis
36
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian
48
Gambar4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash
54
Gambar 4.2Plot Grafik Klasifikasi USCS
56
Gambar 4.3Grafik Analisa Saringan
57
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4Grafik Batas Cair (liquid limit), Atterberg Limit
58
Gambar 4.5Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi
campuran PC dan BA
59
Gambar 4.6Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi
campuran PC dan BA
60
Gambar 4.7Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP) dengan
variasi campuran PC dan BA
61
Gambar 4.8Kurva Kepadatan Tanah Asli
62
Gambar 4.9Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah denganvariasi campuran
63
Gambar 4.10Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
denganvariasi campuran
64
Gambar 4.11Grafik nilai CBR 2% PC dengan variasi campuran
bottom ash
65
Gambar 4.12Grafik nilai CBR 1% PC dengan variasi campuran
bottom ash
67
Gambar 4.13Grafik hubungan nilai CBR tanah asli1% PC,2%
PC dengan variasi campuran bottom ash
67
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Berat Jenis Tanah
11
Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan Dan Kondisi Tanah
12
Tabel 2.3 Nilai-Nilai Porositas, Angka Pori Dan Berat Volume
13
Table 2.4 Indeks Plastisitas Tanah
19
Tabel 2.5 Nilai Konsistensi Dalam Range Plastis
20
Tabel2.6 Klasifikasi Tanah Berpasir Sistem AASHTO
21
Tabel 2.7Klasifikasi Tanah Sistem USCS
24
Tabel 2.8AktivitasTanahLempung
31
Tabel 4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash
54
Tabel 4.2 Data Uji Sifat Fisik Bottom Ash
55
Tabel 4.2Data Uji Sifat Fisik Tanah
55
Tabel 4.3Data Hasil Uji Atterberg Limit
58
Tabel 4.4 Data Uji Pemadatan Tanah Asli
62
Tabel 4.5Data Hasil Uji Compaction
64
Tabel 4.6 Data Hasil Uji CBR 2%PC dan 1%PC dengan Berbagai
Variasi Penambahan BA
66
Tabel 4.8 Data Selisih Hasil UjiAntara CBR 2% Dan 1% PC SemenDengan
Variasi Campuran Bottom Ash
68
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
V
Volume tanah
Vs
Volume butiran padat
Vv
Volume pori
Vw
Volume air di dalam pori
Va
Volume udara di dalam pori
W
Berat tanah
Berat butiran padat
Berat air
Kadar air
Porositas
Angka pori
γb
Berat volume basah
Berat volume kering
Berat volume butiran padat
Berat jenis tanah
S
Derajat kejenuhan
SL
Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan
Berat tanah kering oven
Volume tanah basah dalam cawan
Volume tanah kering oven
Berat jenis air
xii
Universitas Sumatera Utara
IP
Indeks plastisitas
LL
Batas cair
PL
Batas plastis
P
Beban
k
Faktor kalibrasi proving ring
N
Pembacaan proving ring (div)
xiii
Universitas Sumatera Utara
KAJIAN EFEKTIFITAS PENGGUNAAN SEMEN DAN
BOTTOM ASH TERHADAP STABILITAS TANAH LEMPUNG
DITINJAU DARI NILAI CBR
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
ANGGI RAHMAYANI
11 0404 026
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Tanah lempung diidentifikasikan dengan indeks plastisitas (PI) yang tinggi
dan ukuran partikel yang halus apabila tanah mempunyai sifat-sifat seperti ini dan
juga mempunyai struktur kristalisasi yang bersifat mengembang merupakan
masalah yang nyata. Pengembangan pada tanah lempung dapat dikendalikan
sebagian dengan cara stabilisasi dengan campuran seperti kapur,semen dan abu
batubara
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbaikan nilai index
properties akibat penambahan 1% dan 2% PC dan Bottom ash terhadap tanah
lempung, serta untuk mengetahui nilai CBR ( California Bearing Ratio ) akibat
penambahan bahan stabilisasi, serta kadar optimum penambahan Bottom
ash.Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen dengan
pengolahan data yang akan diperoleh dari uji laboratorium.
Dari hasil penelitian diperoleh bahwa sampel tanah asli memiliki kadar air
14,68% ; berat jenis 2,66 ; batas cair 48,15% dan indeks plastisitas34,61%.
Kemudian nilai kuat tekan 1,40 kg/cm2.Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel
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 bottom ash dan semen
diperoleh kesimpulan bahwa material bottom ashpaling maksimumterjadi pada
variasi campuran 2% PC + 9% BAyaitu dengan nilai CBR sebesar 9,93%.
Kata Kunci : lempung, semen,bottom ash, stabilisasi tanah, cbr (california
bearing ratio).
i
Universitas Sumatera Utara
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 “Kajian Efektifitas Penggunaan Semen dan Bottom
Ash Terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau dari Nilai CBR”.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 dan
sebagai orangtua yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta
motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., dan Ibu Ika Puji Hastuty, 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
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.
ii
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.
Keluarga saya yang tercinta, kepada ayah saya Bapak Muhammad Abdi
SH dan kepada ibu saya Ibu Enny Harahap SE yang dengan penuh cinta
kasih dan kesabaran dalam merawat, mendidik, menjaga, mendoakan serta
berjuang dengan keras untuk selalu memenuhi kebutuhan hidupku hingga
berhasil mendapatkan kesempatan untuk menempuh pendidikan yang
tinggi. Semoga Allah SWT. selalu melimpahkan berkat bagi beliau.
9.
Untuk saudara- saudaraku yang tercinta, Ichwana Dwika Juni Baskara
Amd, Mutiara Rizky Sha’bani dan Abdillah Toha atas doa, dukungandan
waktu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
10.
Untuk yang terkasih Apip Gunaldi Dalimunthe S.P yang selalu memberi
semangat , dukungan, dan waktu yang berharga serta doa nya.
11.
Para Asisten Laboratorium Mekanika Tanah USUyang telah membantu
dan memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini terkhusus
Jeriko, Tyodan yogi yang selalu dan tidak pernah bosan mengajari saya.
12.
Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2011, sylda, mimah, siti , wenny, dwi,
bg rico, hanafi, aref, yandi, reza, zulfuadi, hilman, musdi, imfim dan yang
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah
memberi dukungan serta semangat.
iii
Universitas Sumatera Utara
13.
Teman-teman Geoteknik, Zul Taufik, Wilda, Valdi, Zuzu, Ade, Intan Fara,
Ovan, lini, Adel, Evand, iren Surya, Daniel, Wisman, Ari, Sormin dan
Michael.
14.
Adik-adik stambuk 2014yang turut memberi dukungan dan bantuan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini.
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..
Medan, Desember 2015
Anggi Rahmayani
110404026
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Abstrak ............................................................................................................. i
Kata Pengantar ................................................................................................. ii
Daftar Isi........................................................................................................... v
Daftar Gambar ................................................................................................. ix
Daftar Tabel .................................................................................................. .. xi
Daftar Notasi.................................................................................................. .. xii
Daftar Lampiran................................................................................................xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1
Uraian Umum ...................................................................... 1
1.2
Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian ........................... 4
1.3
Rumusan Masalah ................................................................ 5
1.4
Batasan Masalah .................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 7
2.1
Tinjauan Umum ................................................................... 7
2.1.1 Pengertian Tanah ..................................................... 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ............................................. 9
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Content) ...................... 9
2.1.2.2 Porositas(Porosity) ....................................... 9
2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)............................... 9
2.1.2.4 Berat Volume Basah .................................... 10
2.1.2.5 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) .... 10
2.1.2.6 Berat Volume Butiran Padat
(Soil Volume Weight) ................................... 10
v
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.7 Berat Jenis (Specific Gravity) ..................... 10
2.1.2.8 Derajat Kejenuhan (S) .................................. 11
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg ................................... 15
2.1.2.9.1 Batas Cair ........................................ 15
2.1.2.9.2 Batas Plastis..................................... 17
2.1.2.9.3 Batas Susut ...................................... 17
2.1.2.9.4 Indeks Plastisitas ............................. 19
2.1.3 Klasifikasi Tanah ..................................................... 20
2.1.3.1 Klasifikasi Tanah Berdasarkan
AASHTO ..................................................... 21
2.1.3.2 Sistem Klasifikasi USCS ............................. 22
2.2
Bahan-bahan Penelitian ....................................................... 23
2.2.1 Tanah Lempung ....................................................... 23
2.2.1.1 Lempungdan Mineral Penyusunnya ............. 23
2.2.1.2 Sifat Umum Tanah Lempung ....................... 30
2.2.1.3 Pengaruh Air Pada Tanah Lempung ............ 31
2.2.2 Semen ....................................................................... 37
2.2.2.1 Umum ............................................................ 37
2.2.2.2 Jenis-jenis Semen Portland ............................ 37
2.2.2.3 Hidrasi dan Mekanisme Pengerasan Semen ....... 39
2.2.2.4 Pengaruh Air Terhadap Semen Portland……..40
2.2.3 Bottom Ash (BA) ...................................................... 40
2.3
Stabilisasi Tanah .................................................................. 41
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen .............................. 41
vi
Universitas Sumatera Utara
2.3.2
Stabilitas Tanah dengan Bottom Ash ....................... 42
2.4 CBR ( California Bearing Ratio ) .............................................. 43
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 47
3.1
Program Penelitian............................................................... 47
3.2
Pekerjaan Persiapan ............................................................. 47
3.3
Proses Pengambilan Tanah .................................................. 49
3.4
Pekerjaan Laboratorium....................................................... 50
3.4.1 Uji Sifat Kimia Bottom Ash .................................... 50
3.4.2 Uji Sifat FisikTanah ................................................. 50
3.4.3 Uji Sifat Mekanis Tanah .......................................... 51
3.4.2.1 Uji Proctor Standar ......................................... 51
3.4.2.2 Uji CBR (california bearing ratio) ................ 52
3.5
BAB IV
Analisis Data Laboratorium ................................................. 53
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 54
4.1
Pendahuluan ........................................................................ 54
4.2
Pengujian Sifat Kimia Bottom Ash ...................................... 54
4.3
Pengujian Sifat Fisik Bottom Ash ........................................ 54
4.4
Pengujian Sifat Fisik Tanah ................................................. 55
4.3.1
Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli............................ 55
4.3.2
Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan
Stablilisator .............................................................. 57
4.3.2.1 Batas Cair ............................................... 59
4.3.2.2 Batas Plastis ........................................... 60
4.3.2.3 Indeks Plastisitas ..................................... 61
vii
Universitas Sumatera Utara
4.5
Pengujian Sifat Mekanis Tanah ........................................... 62
4.4.1
Pengujian Pemadatan Tanah Asli........................... 62
4.4.2
Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction)
dengan Bahan Stabilisator ..................................... 63
4.4.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ... 64
4.4.2.2 Kadar Air Optimum Campuran ............... 65
4.4.3
BAB V
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ........... 65
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 69
5.1
Kesimpulan ......................................................................... 69
5.2
Saran ................................................................................... 70
Daftar Pustaka .................................................................................................. xvi
Lampiran-lampiran ........................................................................................... xviii
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Diagram Fase Tanah
8
Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg
16
Gambar 2.3Cawan Cassagrande
17
Gambar 2.4Mineral-mineral Lempung
26
Gambar 2.5Diagram skematik struktur kaolinite Struktur atom kaolinite
26
Gambar 2.6Diagram Skematik Struktur Monotrollite
28
Gambar 2.7Diagram Skematik Struktur Illite
30
Gambar 2.8Kation dan Anion Pada Partikel
33
Gambar 2.9Sifat Dipolar Air
33
Gambar 2.10Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda
34
Gambar 2.11 Air Partikel Lempung
35
Gambar 2.12 GrafikHubungan Potensial Elektrostatis
36
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian
48
Gambar4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash
54
Gambar 4.2Plot Grafik Klasifikasi USCS
56
Gambar 4.3Grafik Analisa Saringan
57
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4Grafik Batas Cair (liquid limit), Atterberg Limit
58
Gambar 4.5Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi
campuran PC dan BA
59
Gambar 4.6Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi
campuran PC dan BA
60
Gambar 4.7Grafik hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP) dengan
variasi campuran PC dan BA
61
Gambar 4.8Kurva Kepadatan Tanah Asli
62
Gambar 4.9Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks)
tanah denganvariasi campuran
63
Gambar 4.10Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt )
denganvariasi campuran
64
Gambar 4.11Grafik nilai CBR 2% PC dengan variasi campuran
bottom ash
65
Gambar 4.12Grafik nilai CBR 1% PC dengan variasi campuran
bottom ash
67
Gambar 4.13Grafik hubungan nilai CBR tanah asli1% PC,2%
PC dengan variasi campuran bottom ash
67
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Berat Jenis Tanah
11
Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan Dan Kondisi Tanah
12
Tabel 2.3 Nilai-Nilai Porositas, Angka Pori Dan Berat Volume
13
Table 2.4 Indeks Plastisitas Tanah
19
Tabel 2.5 Nilai Konsistensi Dalam Range Plastis
20
Tabel2.6 Klasifikasi Tanah Berpasir Sistem AASHTO
21
Tabel 2.7Klasifikasi Tanah Sistem USCS
24
Tabel 2.8AktivitasTanahLempung
31
Tabel 4.1 Komposisi Senyawa Kimia Abu Batubara Bottom Ash
54
Tabel 4.2 Data Uji Sifat Fisik Bottom Ash
55
Tabel 4.2Data Uji Sifat Fisik Tanah
55
Tabel 4.3Data Hasil Uji Atterberg Limit
58
Tabel 4.4 Data Uji Pemadatan Tanah Asli
62
Tabel 4.5Data Hasil Uji Compaction
64
Tabel 4.6 Data Hasil Uji CBR 2%PC dan 1%PC dengan Berbagai
Variasi Penambahan BA
66
Tabel 4.8 Data Selisih Hasil UjiAntara CBR 2% Dan 1% PC SemenDengan
Variasi Campuran Bottom Ash
68
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
V
Volume tanah
Vs
Volume butiran padat
Vv
Volume pori
Vw
Volume air di dalam pori
Va
Volume udara di dalam pori
W
Berat tanah
Berat butiran padat
Berat air
Kadar air
Porositas
Angka pori
γb
Berat volume basah
Berat volume kering
Berat volume butiran padat
Berat jenis tanah
S
Derajat kejenuhan
SL
Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan
Berat tanah kering oven
Volume tanah basah dalam cawan
Volume tanah kering oven
Berat jenis air
xii
Universitas Sumatera Utara
IP
Indeks plastisitas
LL
Batas cair
PL
Batas plastis
P
Beban
k
Faktor kalibrasi proving ring
N
Pembacaan proving ring (div)
xiii
Universitas Sumatera Utara