PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP TINGKAT PENGEMBANGAN TANAH LEMPUNG EKSPANSIF.

(1)

PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP TINGKAT

PENGEMBANGAN TANAH LEMPUNG EKSPANSIF

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Negeri Medan

OLEH

VERANIASTI D.A. SIAGIAN

NIM. 5133210027

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2017

(2)

(3)

(4)

(5)

ABSTRAK

VERANIASTI SIAGIAN. NIM 5133210027, “Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Tingkat Pengembangan Tanah Lempung Ekspansif’ Dibimbing oleh : Dr. Nahesson H Panjaitan, S.T, M.T. Medan: Fakultas Teknik, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Prodi D-3 teknik Sipil, Universitas Negeri Medan, 2017.

Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik dari tanah ekspansif beserta tanah campur kapur, dan mengetahui tingkat pengembangan tanah lempung ekspansif setelah ditambahkan dengan kapur. Sifat fisik adalah sifat yang bertujuan untuk mengetahui indeks propertis dari tanah, guna mengklasifikasikan tanah tersebut, sedangkan sifat mekanik adalah sifat yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan atau daya dukung dari tanah tersebut. Pada penelitian ini sebagai bahan utama pengujian yaitu kapur, kapur berfungsi sebagai bahan stabilisasi pada tanah ekspansif yang memiliki tingkat pengembangan. Tingkat pengembangan/swelling yang dapat merusak struktur di bagian atas dan bawah dari suatu konstruksi inilah yang membuat tanah ekspansif perlu distabilisasi. Pada pengujian ini digunakan variasi pencampuran kapur, diantaranya 7%, 9%, dan 11% Perbandingan persentase campuran ini diperoleh dari berat total keseluruhan sampel rencana. Pada pengujian yang dilakukan diperoleh nilai-nilai konsistensi tanah, dimana LL = 70,47%, PL = 35,52%, dan SL = 14,18%. Dimana nilai PI = 34,95. Dari nilai PI tersebut dapat diketahui bahwa tanah termasuk tanah lempung berplastisitas tinggi atau tanah lempung ekspansif. Pengujian akhir dari permasalahan tanah ini yaitu pengujian dengan menggunakan metode konsolidasi menggunakan alat oedometer. Berdasarkan nilai hasil pengujian yang dilakukan, maka penambahan kapur berpengaruh terhadap tingkat pengembangan tanah lempung ekspansif.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas

akhir yang berjudul ‘’Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Tingkat Pengembangan Tanah Lempung Ekspansif’’, sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi Fakultas Teknik Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Prodi D3- Teknik Sipil Universitas Negeri Medan. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan.

Dalam proses penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Dr. Nahesson H Panjaitan, S.T, M.T sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah mengarahkan dan membimbing penulis selama penyusunan tugas akhir ini.

2. Dr. Ir. Putri Lynna A. Luthan, M.Sc selaku dosen penguji tugas akhir 3. Bambang Hadibroto, ST., MT., M.Si selaku dosen penguji tugas akhir 4. Prof. Dr. Harun Sitompul. M.Pd sebagai Dekan Fakultas Teknik

Universitas Negeri Medan.

5. Drs. Asri Lubis, ST, M.Pd sebagai Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan.

(7)

6. Drs. Nono Sebayang, ST., M.Pd., selaku Sekretaris Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan dan selaku dosen Pembimbing Akademik penulis.

7. Irma Novrianty Nasution, S.T., M.Ds. sebagai Ketua Prodi D3 Teknik Sipil.

8. Bapak/Ibu Dosen dan Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

9. Teristimewa kepada keluarga yang sangat saya sayangi, Ibunda Dorkaya Tinambunan dan Ayahanda Tunggul Erikson Siagian serta adik-adik yang sangat saya sayangi yang telah memberikan doa, dukungan, semangat dan materi sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.

10. Kak Fanny Novita Purba selaku asisten Lab Pendidikan Teknik Bangunan UNIMED, yang selalu memberikan arahan dan saran selama proses penelitian Tugas Akhir ini.

11. Sahabat-sahabat yang selalu saya sayangi, Hasyifa Syamil, Syaputri sitompul, Betri Tambunan, Friska Waruwu, Julyanti Siregar, Junior MB, terkhusus Johannes Situmorang, dan teman-teman seperjuangan keluarga besar D-3 Teknik Sipil 2013 yang selalu memberi semangat, dukungan untuk terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengharapkan agar Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca. Penulis menyadari bahwa isi Tugas Akhir ini mempunyai banyak kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan

(8)

saran yang bersifat membangun guna menyempurnakan Tugas Akhir ini. Sekian dan terima kasih.

Medan, April 2017

Veraniasti D.A. Siagian 5133210027

(9)

iv DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Batasan Penelitian ... 4

1.5. Manfaat Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1. Tanah... 5

2.2. Tanah Lempung ... 5

2.3. Struktur Mineral Penyusun Lempung ... 5

2.4. Tanah Lempung Ekspansif... 10

2.5. Kapur... 11

(10)

2.7. Pengujian Sifat Mekanik Tanah ... 17

BAB III METODE PENELITIAN ... 22

3.1. Metode Penelitian ... 22

3.2. Lokasi Penelitian... 22

3.3. Penyiapan Bahan dan Alat ... 22

3.4. Bagan Alir Penelitian ... 23

3.5. Pekerjaan Laboratorium... 25

a. Kadar air tanah ... 25

3.6. Kombinasi Campuran ... 30

3.7. Pembuatan Benda Uji Pengujian pengembangan (swelling) ... 32

3.8. Pengujian pengembangan Metode konsolidasi ... 32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 34

4.1. Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah ... 34

4.2. Hasil Pemeriksaan Batas-Batas Atterberg Tanah Campuran... 43

4.3. Hasil Pemeriksaan Karakteristik Mekanik Tanah Campuran ... 43

BAB V PENUTUP... 57

5.1. Kesimpulan ... 57

5.2. Saran ... 59

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 2 Ukuran partikel mineral lempung ... 6

Tabel 2. 3 Huruf tanah berbutir halus dan berbutir kasar ... 7

Tabel 2. 4 Potensi pengembangan tanah lempung ekspansif... 11

Tabel 2. 5 Nilai-nilai berat jenis tanah... 14

Tabel 2. 6 Tabel Harga-harga Batas Atterberg untuk Mineral Lempung .... 17

Tabel 4. 1 Data pengujian dilaboratorium ... 34

Tabel 4. 2 Data pengujian analisa saringan tanah ... 34

Tabel 4. 3 Hasil pengujian kadar air (w %) ... 36

Tabel 4. 4 Hasil pengujian batas plastis (PL) ... 38

Tabel 4. 5 Hasil pengujian batas susut (SL) ... 38

Tabel 4. 6 Hasil pengujian kadar air dari pemadatan standar ... 41

Tabel 4. 7 Hasil pengujian berat isi dari pemadatan standar ... 41

Tabel 4. 8 Hasil pengujian batas-batas Atterberg ... 43

Tabel 4. 9 Hasil pengujian konsolidasi tanah asli... 43

Tabel 4. 10 Hasil pengujian konsolidasi tanah campuran kapur 7% ... 46

Tabel 4. 11 Hasil pengujian konsolidasi tanah campuran kapur 9% ... 49

Tabel 4. 12 Konsolidasi tanah campuran kapur 11% ... 51

Tabel 4. 13 Perbandingan nilai karakteristik tanah... 54

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Gambar Dokumentasi Penelitian ... 62

Gambar L.1. 1 Alat uji analisa saringan ... 62

Gambar L.1. 2 Tanah lempung Ekspansif ... 62

Gambar L.1. 3 Pengujian batas cair (LL) ... 62

Gambar L.1. 4 Sampel kering pengujian SL ... 62

Gambar L.1. 5 Uji volume cawan susut (SL)... 63

Gambar L.1. 6 Uji volume tanah kering (SL) ... 63

Gambar L.1. 7 Pengujian berat jenis tanah ... 63

Gambar L.1. 8 Sampel kadar air... 63

Gambar L.1. 9 Pengujian kepadatan standar ... 64

Gambar L.1. 10 Pengeluaran sampel kompaksi ... 64

Gambar L.1. 11 Menimbang sampel kompaksi ... 64

Gambar L.1. 12 Sampel di dalam sel konsolidasi ... 64

Gambar L.1. 13 Perendaman sampel konsolidasi ... 65

Gambar L.1. 14 Pembacaan arloji (Dial Gauge) ... 65

Lampiran 2.1. Surat Permohonan Judul dan Pembimbing Tugas Akhir... 66

Lampiran 2.2 Surat Penugasan Dosen Pembimbing ... 67

Lampiran 2.3. Surat Permohonan Penggunaan Alat Laboratorium ... 68

Lampiran 2.4. Daftar Asistensi Tugas Akhir ... 69

(13)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tanah merupakan material dasar yang sangat penting dalam konstruksi, sebab pada tanah semua konstruksi bertumpu.

Tanah sebagai dasar perletakan suatu struktur harus mempunyai sifat dan daya dukung yang baik, karena kekuatan suatu struktur secara langsung akan dipengaruhi oleh kemampuan tanah dasar dalam menerima dan meneruskan beban yang bekerja. Tidak semua tanah di alam ini mempunyai sifat dan daya dukung yang baik. Beberapa lokasi sering dijumpai tanah nya kurang baik.

Tanah yang akan dipergunakan dalam pekerjaan teknik sipil memiliki beberapa kriteria, diantaranya haruslah mempunyai indeks plastisitas lebih kecil dari 17% (Hardiyatmo, 1992), karena tanah yang mempunyai indeks plastisitas lebih besar dari 17% dapat mempengaruhi masalah teknis, sifat tanah ini mudah menyerap air dan menyebabkan kembang susut yang besar.

Salah satu jenis tanah yang memiliki banyak masalah dalam pembangunan konstruksi pada umumnya adalah tanah lempung ekspansif. Tanah jenis ini mempunyai sifat kembang susut yang sangat tinggi yang tergantung pada mineral pembentuknya (Coduto, 1994).

Perilaku dari tanah ini diakibatkan peristiwa kapiler atau perubahan kadar air pada tanah tersebut. Penambahan kadar air menyebabkan volume tanah ekspansif mengalami penambahan dari volume awal. Ciri-ciri perlakuan nya di

(14)

lapangan adalah mengembang saat musim hujan dan menyusut saat musim kemarau.

Menurut Chen (1975) pada umumnya mineral tanah lempung terdiri dari tiga komponen, yaitu montmorillonite, illite, dan kaolinite. Mineral montmorillonite mempunyai luas permukaan lebih besar dan sangat mudah menyerap air dalam jumlah banyak bila dibandingkan dengan mineral lainnya, sehingga tanah mudah mengembang. Kandungan inilah yang dimiliki oleh tanah lempung ekspansif.

Tanah ekspansif yang mengembang memberikan tekanan yang dapat merusak konstruksi di atas dan di bawah tanah tersebut. Kerusakan yang akan terjadi yaitu retak pada dinding bangunan, kerusakan pondasi, jalan patah atau bergelombang, dan sebagainya.

Untuk menghindari perilaku kerusakan akibat mengembangnya tanah ekspansif, telah banyak penelitian dengan berbagai cara salah satunya dengan memperbaiki tanah menggunakan bahan stabilisasi, yaitu kapur. Hasil penelitian telah menunjukkan bahwa perbaikan atau stabilisasi tanah lempung ekspansif dapat memperbaiki keadaan mineral tanahnya, keadaan fisis, maupun mekanis dari tanah tersebut.

Berdasarkan dari penelitian sebelumnya, pencampuran bahan adiktif pada tanah lempung ekspansif dapat memperbaiki kualitas dari tanah tersebut. Bahan adiktif yang digunakan pada penelitian ini adalah kapur. Penelitian yang telah dilakukan terhadap tanah ekspansif dengan kapur Enita (2006), dengan

(15)

Berdasarkan uraian di atas penulis tertarik untuk melakukan pengujian sifat fisis dan mekanis tanah lempung ekspansif dengan sampel tanah lempung ekspansif yang berlokasi di Gunung Kidul Yogyakarta dan melakukan pengujian di laboratorium Mekanika Tanah UNIMED. Ketertarikan penulis dari pengujian

ini pada dasarnya adalah untuk mengetahui ‘’Pengaruh Penambahan Kapur

Terhadap Tingkat Pengembangan Tanah Lempung Ekspansif’’, yang menjadi judul dari tugas akhir penulis.

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana karakteristik fisik dan mekanik tanah lempung ekspansif penambahan/campuran kapur 0% dan tanah lempung ekspansif dengan penambahan/campuran kapur 7%, 9%, dan 11%.

2. Berapa nilai tekanan prakonsolidasi tanah lempung ekspansif penambahan/campuran kapur 0% dan tanah lempung ekspansif dengan penambahan/campuran kapur 7%, 9%, dan 11%.

1.3. Tujuan Penelitian

1. Mengkaji karakteristik fisik dan mekanik tanah lempung ekspansif penambahan/campuran kapur 0% dan tanah lempung eksapnsif dengan penambahan/campuran kapur 7%, 9%, dan 11%, serta bagaimana pengaruh penambahan kapur terhadap karakter fisik dan mekanik tanah tersebut.

2. Mengetahui nilai tekaknan prakonsolidasi tanah lempung ekspansif penambahan/campuran kapur 0% dan tanah lempung ekspansif dengan

(16)

penambahan/campuran kapur 7%, 9%, dan 11%, serta bagaimana pengaruh penambahan kapur terhadap nilai tekanan prakonsolidasinya.

1.4. Batasan Penelitian

Batasan masalah dalam pengujian stabilisasi tanah ini dibuat untuk menghindari cakupan penelitian yang lebih luas agar penelitian dapat berjalan efektif, serta dapat mencapai sasaran yang diinginkan.

Adapun yang penulis bahas pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Penelitian tanah ekspansif ini dibatasi hanya pada pengaruh

penambahan kapur pada tanah ekspansif.

2. Penelitian yang dilakukan dengan pengujian tanah ekspansif di laboratorium ini untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik tanah dengan kadar campuran kapur tertentu, yaitu 0%, 7%, 9%, dan 11%.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan penulis dari penelitian ini adalah : 1. Sebagai bekal atau ilmu bagi penulis yang dapat digunakan dalam

kaitannya dengan ilmu mekanika tanah dalam dunia pekerjaan.

2. Sebagai bahan referensi bagi para peneliti dalam pengembangan pemanfaatan metode perbaikan tanah dengan penambahan kapur.

(17)

57 BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Berdasarkan pengujian fisik dan mekanik di laboratorium, tanah ekspansif Gunung Kidul Yogyakarta mempunyai nilai dan sifat sebagai berikut :

a. Dari hasil pengujian analisa saringan diperoleh 91,69% lolos saringan No.200. Menurut USCS (Unified Soil Classification System) bahwa tanah tergolong berbutir halus apabila lebih dari 50% (>50%) lolos ayakan No.200.

b. Dari hasil pengujian berat jenis (Gs) diperoleh nilainya sebesar 2,37%. Menurut Hardiyatmo (1992) nilai berat jenis (Gs) 1,25%-2,55% termasuk ke dalam tanah gambut. Tanah ekspansif ini termasuk ke dalam tanah gambut karena pada saat pengambilan sampel kebersihan permukaan tanah dari sampah organik seperti ranting pohon,dedaunan kedalaman pengambilan sampel tidak diperhatikan.

c. Dari hasil pengujian batas cair (LL) diperoleh nilai batas cair nya sebesar 70,49%, batas plastis (PL) sebesar 35,52%, dan batas susut (SL) sebesar 14,18%. Penentuan indeks properti tanah dari grafik diagram plastisitas (Soedarmo, 1997) dengan hubungan nilai batas

(18)

cair (LL) dan batas plastis (PL), maka tanah termasuk ke dalam lempung dengan batas cair tinggi (high LL). Selisih antara nilai batas cair (LL) dan batas plastis (PL) diperoleh nilai indeks plastisitas (IP) sebesar 34,95%, menurut klasifikasi sistem AASHTO tanah disebut lempung apabila memiliki nilai indeks plastisitas lebih dar 11% dan tergolong plastisitas tinggi apabila nilai IP lebih besar dari 30%. Selanjutnya dari nilai indeks plastisitas 34,95% Chen (1975) menyatakan bahwa nilai indeks plastisitas antara 10%-35% memiliki potensi pengembangan sedang.

d. Dari pengujian kepadatan standar diperoleh nilai kadar air optimum sebesar 46% dengan berat isi kering sebesar 1,59gr/cm3. Hal ini berarti bahwa tanah ekspansif dengan kadar air 46% dari proses pemadatan standar maka berat isi optimum yang dapat dicapai adalah 1,59gr/cm3, apabila dilakukan penambahan air dan kadar air lebih besar dari 46% optimumnya, maka berat isi tanah akan menurun atau kurang dari 1,59gr/cm3 karena penambahan air lebih banyak daripada tanah yang dipadatkan.

2. Dari pengujian konsolidasi diperoleh nilai tekanan prakonsolidasi (Pc) ; 750gram untuk tanah asli (campur kapur 0%), 780gram untuk tanah campur kapur 7%, 790gram untuk tanah campur kapur 9%, dan 810gram untuk tanah campur kapur 11%.

(19)

59 5.2. Saran

Agar dilakukan penelitian lanjutan yang lebih baik dan optimal maka diperlukan :

1. Dalam pengambilan sampel lebih diperhatikan posisi pengambilan. Sebelum sampel di ambil, permukaan tanah dibersihkan terlebih dahulu dari sampah organik seperti dedauan dan ranting pohon. Karena dapat menentukan indeks propertis dari tanah.

2. Sebelum peralatan pengujian digunakan ada baiknya dibersihkan terlebih dahulu.

3. Pada saat pengujian, penggunaan saringan lebih diperhatikan. Tanah yang disaring haruslah kering oven, agar saringan tidak rusak dan sampel tidak lengket pada saringan.

4. Sampel tanah yang telah dipersiapkan harus segera diuji agar kadar airnya tidak berubah dari kadar air sebelumnya yang telah diuji. Agar kadar airnya tetap maka tanah disimpan dalam wadah desicator, namun kadar air dalam disicator juga dapat berubah apabila terlalu lama disimpan.

(20)

DAFTAR PUSTAKA

Agus, C., Dewi, W., Daryono, P. 2008. Petunjuk Praktikum Ilmu Tanah Hutan. UGM PRESS. Yogyakarta

Asiyanto. 2010. Metode Konstruksi Proyek Jalan. Universitas Indonesia PRESS. Jakarta.

Bowles, J. E. 1984. Sifat_–Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. Alih bahasa Ir. Johan Kehanapura

Chen, FU. 1975. Foundations on Expansive Soils. Elsevier Science Publisher Company. New York

Coduto, D.P. 1994. Foundation Design Principle and Practice-Hall Icn Djatmiko, S. 1997. Mekanika Tanah. KANISIUS. Yogyakarta.

Enita, S. 2006 Kajian Pengaruh Masa Pemeraman (curing) terhadapat Kekuatan Tanah Lempung Lunak di Padang yang distabilisasi dengan Bahan Adiktif Kapur. Rekayasa Sipil. Vol. 1, No.2 April 2006. Politeknik Negeri Padang.

Gusti, I. 2014 Karakteristik Lempung Ekspansif. Ganec Swara. Vol. 8, No.2 September 2014. Hainim. Jakarta, Erlangga.

Hardiyatmo, H.C. 1992. Mekanika Tanah I. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Hardiyatmo, H.C. 2007. Mekanika Tanah II. Gadjah Mada University PRESS.

Yogyakarta

Ingels, O.G., Metcalf, J.B. 1972. Soil Stabilization Principles and Practice. Melbourne : Butterworths

Juliet, R., Hakam, A., dan Febrian, G. 2011. Uji Potensi Mengembang Pada Tanah Lempung

M. Das, B. 1988. Mekanika Tanah (Prinsip_–Prinsip Rekayasa Geoteknis). Erlangga. Surabaya.

M. Das, B. 2006. Principles of Geotechnical Engineering. Sixth edition Thomson. Canada

(21)

Soepandji, B.S. 1994. Mekanika Tanah. Erlangga. Yogyakarta

Zuhri, Imam., 2012. Mekanika Tanah, 18 September 2012 http://imamzuhri.blogspot.co.id/2012/09

(1)