Stabilisasi Tanah Lempung Dengan Menggunakan Abu Gunung Vulkanik Ditinjau Dari Nilai California Bearing Ratio
TUGAS AKHIR
STABILISASI TANAH LEMPUNG
DENGAN MENGGUNAKAN ABU GUNUNG VULKANIK
DITINJAU DARI NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
SAMUEL MARIO ARNOLDI NAPITUPULU
11 0404 039
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Umumnya sebagian besar wilayah Indonesia terdiri oleh tanah lempung
dengan pengembangan yang cukup besar (plastisitas tinggi). Tanah lempung
umumnya digunakan sebagai bahan timbunan jalan raya. Sifat umum tanah
lempung adalah sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis dalam
keadaan kadar air sedang. Namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung akan
bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Oleh sebab itu, tanah lempung perlu
dilakukan stabilisasi. Dalam penelitian ini, bahan tambah stabilisasi yang
digunakan adalah abu gunung vulkanik yang berasal dari Gunung Sinabung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan nilai index
properties dari penambahan abu gunung vulkanik dengan variasi pencampuran
2%-20% pada tanah lempung dengan pemeraman 1 hari dan 14 hari, kemudian
untuk mengetahui nilai CBR (California Bearing Ratio) tanah setelah distabilisasi
dengan abu gunung vulkanik, serta mencari kadar pencampuran dengan lama
pemeraman yang efektif pada nilai CBR maksimum.
Dari hasil penelitian diperoleh nilai CBR maksimum dari seluruh pengujian
adalah campuran 10% abu gunung vulkanik pada pemeraman selama 14 hari
sebesar 8,95%. Nilai CBR tersebut meningkat seiring lamanya pemeraman
dimana pada saat pemeraman 1 hari, nilai CBR campuran 10% abu gunung
vulkanik dan tanah lempung menghasilkan nilai sebesar 8,22%.
Kata Kunci : lempung, abu gunung vulkanik, stabilisasi tanah, CBR.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan atas kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas
Sumatera Utara, dengan judul “Stabilisasi Tanah Lempung Dengan
Menggunakan Abu Gunung Vulkanik Ditinjau Dari Nilai California Bearing
Ratio”.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1.
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.
Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.
6.
Teristimewa dihati buat kedua orang tua saya, Ayah dan Ibu dan juga abang
saya Alfred yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat
kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan
do’a yang tiada batas untuk saya.
7.
Buat teman satu tim dengan saya Wisman Sitorus dan Ronny Hutauruk.
8.
Buat teman-teman seperjuangan 2011, Tatanojisokhi, Manimpan, Candra,
Defrin, Rio, Triboy, Jannes, Advent, Peter dan mahasiswa teknik sipil lainnya
yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan
bantuannya selama ini.
9.
Terima kasih buat Anggi Osyka yang menjadi motivasi saya dalam
menyelesaikan skripsi.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya
pemahaman saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Desember 2016
Penulis
( Samuel Mario )
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ....................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii
BAB I
PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ..................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................ 3
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................... 3
1.3.1 Tujuan ...................................................................... 3
1.3.2 Manfaat .................................................................... 4
BAB II
1.4
Pembatasan Penelitian ........................................................ 4
1.5
Sistematika Penulisan ......................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 7
2.1
Tinjauan Umum ................................................................... 7
2.1.1 Tanah........................................................................ 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ............................................. 8
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Water Content) ........... 8
2.1.2.2 Porositas (Porosity) ...................................... 9
2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)............................... 9
iv
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.4 Derajat Kejenuhan (Degree of Saturation) .. 10
2.1.2.5 Berat Volume (Unit Weight) ........................ 11
2.1.2.6 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) ..... 11
2.1.2.7 Berat Volume Butiran Padat
(Soil Volume Weight) ................................... 11
2.1.2.8 Berat Jenis (Specific Gravity) ..................... 12
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit)....... 13
2.1.2.9.1
Batas Cair (Liquid Limit) ................ 13
2.1.2.9.2
Batas Plastis (Plastic Limit) ............. 14
2.1.2.9.3
Batas Susut (Shrinkage Limit) .......... 15
2.1.2.9.4
Indeks Plastisitas (Plasticity Index).. 15
2.1.2.9.5
Indeks Kecairan (Liquidity Index) .... 16
2.1.2.10 Klasifikasi Tanah ......................................... 17
2.1.2.10.1 Sistem
Soil
Klasifikasi
Unified
Classificiation System (USCS) .18
2.1.2.10.2 Sistem Klasifikasi AASHTO ........... 21
2.1.3 Sifat-sifat Mekanis Tanah ........................................ 22
2.1.3.1 Pemadatan Tanah (Compaction) .................. 22
2.1.3.2 Pengujian California Bearing Ratio (CBR) . 25
2.2
Bahan-bahan Penelitian ....................................................... 27
2.2.1 Tanah Lempung ....................................................... 27
2.2.1.1 Sifat Umum Tanah Lempung ....................... 31
2.2.2 Abu Gunung Vulkanik (AGV)................................. 37
2.3
Stabilisasi Tanah .................................................................. 39
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Abu Gunung Vulkanik .... 41
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 42
3.1
Program Penelitian............................................................... 42
3.2
Pekerjaan Persiapan ............................................................. 42
3.3
Proses Sampling................................................................... 44
3.4
Pekerjaan Laboratorium....................................................... 44
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ............................................... 44
3.4.2 Uji Sifat Mekanis Tanah .......................................... 45
3.4.2.1 Uji Proctor Standard ...................................... 45
3.4.2.2 Uji CBR (California Bearing Ratio) .............. 46
3.5
BAB IV
Analisis Data Laboratorium ................................................. 48
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 49
4.1
Pendahuluan ......................................................................... 49
4.2
Pengujian Sifat Fisik ............................................................ 49
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ............................. 49
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik .......... 52
4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan
Stablilisator .............................................................. 53
4.2.3.1 Batas Cair (Liquid Limit) ............................... 55
4.2.3.2 Batas Plastis (Plastic Limit)............................ 56
4.2.3.3 Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ................ 57
4.3
Pengujian Sifat Mekanis Tanah ........................................... 58
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli (Compaction) ..... 58
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction)
vi
Universitas Sumatera Utara
dengan Bahan Stabilisator ....................................... 59
4.3.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ......... 61
4.3.2.2 Kadar Air Optimum (wopt ) ............................. 62
4.3.3
BAB V
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ............ 63
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 66
5.1
Kesimpulan ......................................................................... 66
5.2
Saran ................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 69
LAMPIRAN ..................................................................................................... 72
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Fase Tanah
7
Gambar 2.2
Batas-batas Atterberg
13
Gambar 2.3
Cawan Cassagrande dan Grooving Tool
14
Gambar 2.4
Hubungan Antara WP, WL dan WN Dalam Menghitung
LI atau IL
17
Gambar 2.5
Klasifikasi Tanah Sistem USCS
20
Gambar 2.6
Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO
22
Gambar 2.7
Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah
24
Gambar 2.8
Alat Pemeriksa Nilai CBR di Laboratorium
27
Gambar 2.9
Struktur Kaolinite
29
Gambar 2.10 Struktur Illite
30
Gambar 2.11 Struktur Montmorillonite
31
Gambar 2.12 Sifat Dipolar Molekul Air
34
Gambar 2.13 Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda
35
Gambar 2.14 Kation dan Anion Pada Partikel
36
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
43
Gambar 4.1
Plot Grafik Klasifikasi USCS
50
Gambar 4.2
Grafik Analisa Saringan Tanah Asli
51
Gambar 4.3
Grafik Batas Cair (Liquid Limit), Atterberg Limit Tanah Asli 52
Gambar 4.4
Grafik Analisa Saringan Abu Gunung Vulkanik
53
Gambar 4.5
Grafik Hubungan Nilai Batas Cair (LL)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
55
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6
Grafik Hubungan Nilai Batas Plastis (PL)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
56
Grafik Hubungan Nilai Indeks Plastisitas (IP)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
57
Gambar 4.8
Kurva Kepadatan Tanah Asli
59
Gambar 4.9
Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering Maksimum
(γd maks) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
61
Gambar 4.7
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum
(wopt ) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
dengan Lama Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
62
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Antara Nilai CBR
dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
65
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah
10
Tabel 2.2
Berat Spesifik Tanah
12
Tabel 2.3
Indeks Plastisitas Tanah
16
Tabel 2.4
Aktivitas Tanah Lempung
32
Tabel 2.5
Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik
39
Tabel 4.1
Data Uji Sifat Fisik Tanah
50
Tabel 4.2
Data Uji Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik
52
Tabel 4.3
Data Hasil Uji Atterberg Limit dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
54
Tabel 4.4
Data Uji Pemadatan Tanah Asli
58
Tabel 4.5
Data Hasil Uji Compaction dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
60
Tabel 4.6
Data Hasil Uji CBR Laboratorium dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
64
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
V
Volume tanah (cm3)
Vs
Volume butiran padat (cm3)
Vv
Volume pori (cm3)
Vw
Volume air di dalam pori (cm3)
Va
Volume udara di dalam pori (cm3)
W
Berat tanah (gr)
Berat butiran padat (gr)
Berat air (gr)
Kadar air
Porositas
Angka pori
γb
Berat volume basah (gr/cm3)
Berat volume kering (gr/cm3)
Berat volume butiran padat (gr/cm3)
Berat spesifik tanah
S
Derajat kejenuhan
SL
Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)
Berat tanah kering oven (gr)
Volume tanah basah dalam cawan (cm3)
Volume tanah kering oven (cm3)
Berat jenis air
xi
Universitas Sumatera Utara
IP
Indeks plastisitas
LL
Batas cair
PL
Batas plastis
CBR
California Bearing Test
LB
Beban (kg)
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data Uji Laboratorium, Kadar Air dan Berat Jenis
Lampiran-2, Data Uji Laboratorium, Analisa Saringan
Lampiran-3, Data Uji Laboratorium, Atterberg Limits, Compaction Test &
California Bearing Ratio
Lampiran-4, Data Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik
Lampiran-5, Dokumentasi Pelaksanaan
xiii
Universitas Sumatera Utara
STABILISASI TANAH LEMPUNG
DENGAN MENGGUNAKAN ABU GUNUNG VULKANIK
DITINJAU DARI NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat
untuk menjadi Sarjana
Disusun Oleh :
SAMUEL MARIO ARNOLDI NAPITUPULU
11 0404 039
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Umumnya sebagian besar wilayah Indonesia terdiri oleh tanah lempung
dengan pengembangan yang cukup besar (plastisitas tinggi). Tanah lempung
umumnya digunakan sebagai bahan timbunan jalan raya. Sifat umum tanah
lempung adalah sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis dalam
keadaan kadar air sedang. Namun ketika kadar air tinggi, tanah lempung akan
bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Oleh sebab itu, tanah lempung perlu
dilakukan stabilisasi. Dalam penelitian ini, bahan tambah stabilisasi yang
digunakan adalah abu gunung vulkanik yang berasal dari Gunung Sinabung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan nilai index
properties dari penambahan abu gunung vulkanik dengan variasi pencampuran
2%-20% pada tanah lempung dengan pemeraman 1 hari dan 14 hari, kemudian
untuk mengetahui nilai CBR (California Bearing Ratio) tanah setelah distabilisasi
dengan abu gunung vulkanik, serta mencari kadar pencampuran dengan lama
pemeraman yang efektif pada nilai CBR maksimum.
Dari hasil penelitian diperoleh nilai CBR maksimum dari seluruh pengujian
adalah campuran 10% abu gunung vulkanik pada pemeraman selama 14 hari
sebesar 8,95%. Nilai CBR tersebut meningkat seiring lamanya pemeraman
dimana pada saat pemeraman 1 hari, nilai CBR campuran 10% abu gunung
vulkanik dan tanah lempung menghasilkan nilai sebesar 8,22%.
Kata Kunci : lempung, abu gunung vulkanik, stabilisasi tanah, CBR.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan atas kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas
Sumatera Utara, dengan judul “Stabilisasi Tanah Lempung Dengan
Menggunakan Abu Gunung Vulkanik Ditinjau Dari Nilai California Bearing
Ratio”.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1.
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.
Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.
6.
Teristimewa dihati buat kedua orang tua saya, Ayah dan Ibu dan juga abang
saya Alfred yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat
kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan
do’a yang tiada batas untuk saya.
7.
Buat teman satu tim dengan saya Wisman Sitorus dan Ronny Hutauruk.
8.
Buat teman-teman seperjuangan 2011, Tatanojisokhi, Manimpan, Candra,
Defrin, Rio, Triboy, Jannes, Advent, Peter dan mahasiswa teknik sipil lainnya
yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan
bantuannya selama ini.
9.
Terima kasih buat Anggi Osyka yang menjadi motivasi saya dalam
menyelesaikan skripsi.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya
pemahaman saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Desember 2016
Penulis
( Samuel Mario )
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ....................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii
BAB I
PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ..................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................ 3
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................... 3
1.3.1 Tujuan ...................................................................... 3
1.3.2 Manfaat .................................................................... 4
BAB II
1.4
Pembatasan Penelitian ........................................................ 4
1.5
Sistematika Penulisan ......................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 7
2.1
Tinjauan Umum ................................................................... 7
2.1.1 Tanah........................................................................ 7
2.1.2 Sifat-sifat Fisik Tanah ............................................. 8
2.1.2.1 Kadar Air (Moisture Water Content) ........... 8
2.1.2.2 Porositas (Porosity) ...................................... 9
2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)............................... 9
iv
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.4 Derajat Kejenuhan (Degree of Saturation) .. 10
2.1.2.5 Berat Volume (Unit Weight) ........................ 11
2.1.2.6 Berat Volume Kering (Dry Unit Weight) ..... 11
2.1.2.7 Berat Volume Butiran Padat
(Soil Volume Weight) ................................... 11
2.1.2.8 Berat Jenis (Specific Gravity) ..................... 12
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit)....... 13
2.1.2.9.1
Batas Cair (Liquid Limit) ................ 13
2.1.2.9.2
Batas Plastis (Plastic Limit) ............. 14
2.1.2.9.3
Batas Susut (Shrinkage Limit) .......... 15
2.1.2.9.4
Indeks Plastisitas (Plasticity Index).. 15
2.1.2.9.5
Indeks Kecairan (Liquidity Index) .... 16
2.1.2.10 Klasifikasi Tanah ......................................... 17
2.1.2.10.1 Sistem
Soil
Klasifikasi
Unified
Classificiation System (USCS) .18
2.1.2.10.2 Sistem Klasifikasi AASHTO ........... 21
2.1.3 Sifat-sifat Mekanis Tanah ........................................ 22
2.1.3.1 Pemadatan Tanah (Compaction) .................. 22
2.1.3.2 Pengujian California Bearing Ratio (CBR) . 25
2.2
Bahan-bahan Penelitian ....................................................... 27
2.2.1 Tanah Lempung ....................................................... 27
2.2.1.1 Sifat Umum Tanah Lempung ....................... 31
2.2.2 Abu Gunung Vulkanik (AGV)................................. 37
2.3
Stabilisasi Tanah .................................................................. 39
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Abu Gunung Vulkanik .... 41
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 42
3.1
Program Penelitian............................................................... 42
3.2
Pekerjaan Persiapan ............................................................. 42
3.3
Proses Sampling................................................................... 44
3.4
Pekerjaan Laboratorium....................................................... 44
3.4.1 Uji Sifat Fisik Tanah ............................................... 44
3.4.2 Uji Sifat Mekanis Tanah .......................................... 45
3.4.2.1 Uji Proctor Standard ...................................... 45
3.4.2.2 Uji CBR (California Bearing Ratio) .............. 46
3.5
BAB IV
Analisis Data Laboratorium ................................................. 48
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 49
4.1
Pendahuluan ......................................................................... 49
4.2
Pengujian Sifat Fisik ............................................................ 49
4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli ............................. 49
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik .......... 52
4.2.3 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan
Stablilisator .............................................................. 53
4.2.3.1 Batas Cair (Liquid Limit) ............................... 55
4.2.3.2 Batas Plastis (Plastic Limit)............................ 56
4.2.3.3 Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ................ 57
4.3
Pengujian Sifat Mekanis Tanah ........................................... 58
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli (Compaction) ..... 58
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction)
vi
Universitas Sumatera Utara
dengan Bahan Stabilisator ....................................... 59
4.3.2.1 Berat Isi Kering Maksimum (γd maks) ......... 61
4.3.2.2 Kadar Air Optimum (wopt ) ............................. 62
4.3.3
BAB V
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) ............ 63
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 66
5.1
Kesimpulan ......................................................................... 66
5.2
Saran ................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 69
LAMPIRAN ..................................................................................................... 72
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Fase Tanah
7
Gambar 2.2
Batas-batas Atterberg
13
Gambar 2.3
Cawan Cassagrande dan Grooving Tool
14
Gambar 2.4
Hubungan Antara WP, WL dan WN Dalam Menghitung
LI atau IL
17
Gambar 2.5
Klasifikasi Tanah Sistem USCS
20
Gambar 2.6
Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO
22
Gambar 2.7
Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah
24
Gambar 2.8
Alat Pemeriksa Nilai CBR di Laboratorium
27
Gambar 2.9
Struktur Kaolinite
29
Gambar 2.10 Struktur Illite
30
Gambar 2.11 Struktur Montmorillonite
31
Gambar 2.12 Sifat Dipolar Molekul Air
34
Gambar 2.13 Molekul Air Dipolar Dalam Lapisan Ganda
35
Gambar 2.14 Kation dan Anion Pada Partikel
36
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
43
Gambar 4.1
Plot Grafik Klasifikasi USCS
50
Gambar 4.2
Grafik Analisa Saringan Tanah Asli
51
Gambar 4.3
Grafik Batas Cair (Liquid Limit), Atterberg Limit Tanah Asli 52
Gambar 4.4
Grafik Analisa Saringan Abu Gunung Vulkanik
53
Gambar 4.5
Grafik Hubungan Nilai Batas Cair (LL)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
55
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6
Grafik Hubungan Nilai Batas Plastis (PL)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
56
Grafik Hubungan Nilai Indeks Plastisitas (IP)
dengan Variasi Campuran 2%-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
57
Gambar 4.8
Kurva Kepadatan Tanah Asli
59
Gambar 4.9
Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering Maksimum
(γd maks) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
61
Gambar 4.7
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Kadar Air Optimum
(wopt ) Tanah dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
dengan Lama Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
62
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Antara Nilai CBR
dengan Variasi Campuran 2-20% AGV
Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
65
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah
10
Tabel 2.2
Berat Spesifik Tanah
12
Tabel 2.3
Indeks Plastisitas Tanah
16
Tabel 2.4
Aktivitas Tanah Lempung
32
Tabel 2.5
Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik
39
Tabel 4.1
Data Uji Sifat Fisik Tanah
50
Tabel 4.2
Data Uji Sifat Fisik Abu Gunung Vulkanik
52
Tabel 4.3
Data Hasil Uji Atterberg Limit dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
54
Tabel 4.4
Data Uji Pemadatan Tanah Asli
58
Tabel 4.5
Data Hasil Uji Compaction dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
60
Tabel 4.6
Data Hasil Uji CBR Laboratorium dengan Variasi Campuran
2%-20% AGV Pada Pemeraman 1 Hari dan 14 Hari
64
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
V
Volume tanah (cm3)
Vs
Volume butiran padat (cm3)
Vv
Volume pori (cm3)
Vw
Volume air di dalam pori (cm3)
Va
Volume udara di dalam pori (cm3)
W
Berat tanah (gr)
Berat butiran padat (gr)
Berat air (gr)
Kadar air
Porositas
Angka pori
γb
Berat volume basah (gr/cm3)
Berat volume kering (gr/cm3)
Berat volume butiran padat (gr/cm3)
Berat spesifik tanah
S
Derajat kejenuhan
SL
Batas susut
Berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)
Berat tanah kering oven (gr)
Volume tanah basah dalam cawan (cm3)
Volume tanah kering oven (cm3)
Berat jenis air
xi
Universitas Sumatera Utara
IP
Indeks plastisitas
LL
Batas cair
PL
Batas plastis
CBR
California Bearing Test
LB
Beban (kg)
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data Uji Laboratorium, Kadar Air dan Berat Jenis
Lampiran-2, Data Uji Laboratorium, Analisa Saringan
Lampiran-3, Data Uji Laboratorium, Atterberg Limits, Compaction Test &
California Bearing Ratio
Lampiran-4, Data Komposisi Kimia Abu Gunung Vulkanik
Lampiran-5, Dokumentasi Pelaksanaan
xiii
Universitas Sumatera Utara