Upload
khangminh22
View
1
Download
0
Embed Size (px)
KAJIAN KUAT TEKAN BEBAS TANAH LEMPUNG PADALARANG
YANG DISTABILISASI DENGAN MATERIAL TAMBAH BERUPA
VERMIKULIT DAN SEMEN
RESEARCH OF UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH
PADALARANG CLAY WHICH STABILIZED WITH
VERMICULITE AND CEMENT
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan
Diploma III Program Studi Konstruksi Sipil
di Jurusan Teknik Sipil
Oleh :
MELI DESIANI WELLY NAWI BERLIAN
NIM. 101121050 NIM. 101121062
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013
ABSTRAK
Tanah sebagai material timbunan harus memiliki persyaratan kekuatan, tetapi tidak demikian halnya dengan tanah yang berada di Kota Baru Parahyangan Padalarang, dengan nilai CBR yang memenuhi syarat sebagai timbunan jalan ketika kondisi kering, akan tetapi nilai CBR menjadi tidak memenuhi persyaratan ketika diguyur hujan. Maka dari itu, diperlukan adanya stabilisasi pada tanah tersebut, baik menggunakan cara mekanis, mencampurkannya dengan bahan aditif, atau menggunakan perkuatan.
Proses stabilisasi yang akan dilakukan adalah mencampurkan tanah tersebut dengan material tambah berupa vermikulit dalam beberapa variasi campuran mulai dari 2%, 4%, 6%, 8%, hingga 10%, dan penambahan semen 8% yang digunakan pada tiap-tiap proporsi campuran tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja bahan vermikulit dan semen terhadap tanah yang distabilisasi, dan diukur melalui perubahan kekuatannya menggunakan pengujian kuat tekan bebas dan CBR.
Dari hasil pengujian dengan menggunakan kajian kuat tekan bebas, didapat bahwa komposisi ideal campuran adalah 4% vermikulit dan 8% semen dengan masa peram 3 hari, yang ditentukan berdasarkan penilaian metoda kualitatif, yaitu aspek kualitas, aspek biaya, dan aspek ramah lingkungan. Terdapat kenaikan nilai kuat tekan bebas (qu) sebesar 18,792 kg/cm2, yaitu dari nilai qu pada tanah asli sebesar 3,375 kg/cm2 menjadi 22,167 kg/cm2 pada nilai qu tanah campuran vermikulit dan semen, sedangkan CBR dari 4.3 % meningkat menjadi 18.5%. Hal ini menunjukkan bahwa vermikulit dan semen dapat meningkatkan daya dukung tanah, sehingga tanah di wilayah Kota Baru Parahyangan Padalarang dapat digunakan sebagai lapisan fondasi pada konstruksi jalan.
kata kunci: stabilisasi tanah, vermikulit, semen, kuat tekan bebas, CBR
ABSTRACT
Soil as embankment material shall have power requirements, but soil at Kota
Baru Parahyangan Padalarang has CBR value that qualifies as a heap of
highway when conditions are dry, but the CBR value becomes not qualified when
it rained. Therefore, it is necessary to stabilize the soil, either using mechanical
means, mixed with additives, or use the reinforcement.
The stabilization process will be mixing the soil with added material such as
vermiculite with 2%, 4%, 6%, 8%, and 10%, and the addition of cement as much
as 8% used in the mix proportions of each soil and cement. This research aims to
determine the performance of the vermiculite and cement to soil stabilized, and it
performance is measured through changes in the strength of materials by using
unconfined compressive strength test, and CBR.
After research, the results is the ideal mixed composition of soil stabilization is
4% vermiculite and 8% cement with 3 days curing time, which determined of
qualitative methods, they are quality aspect, cost aspect, and eco environment
aspect. There are increases of qu value as much as 18,792 kg/cm2, from qu value
of original soil as much as 3,375 kg/cm2 becomes 22,167 kg/cm
2 in qu value of
mixed of soil, vermiculite and cement, and CBR value from 4.3 % to 18,5 %, this
shown that vermiculite and cement can increase bearing capacity of soil, so the
soil at Kota Baru Parahyangan Padalarang can be used as the foundation layer
for highway construction.
Keywords: soil stabilization, vermiculite, cement, unconfined compression
strength, CBR
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat
dan karunia-Nya, kami dapat menyusun laporan Tugas Akhir ini dengan judul
“Kajian Kuat Tekan Bebas Tanah Lempung Padalarang Yang Distabilisasi
dengan Material Tambah Berupa Vermikulit dan Semen”.
Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan pendidikan program Diploma III, yang diwajibkan kepada
mahasiswa tingkat akhir Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung, dan
sebagai dasar evaluasi yang didapat dari hasil-hasil kegiatan perkuliahan yang
telah dijalani, serta sebagai tambahan pengetahuan dan pengalaman bagi penulis.
Pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan ini, baik dalam segi
moril maupun materil. Pihak-pihak tersebut di antaranya:
1. Allah SWT yang telah memberikan kesempatan kepada Penulis untuk
menyelesaikan penyusunan laporan ini tepat pada waktunya,
2. Orang tua penulis yang senantiasa memberikan dukungan dalam berbagai hal,
3. Ir. Taufik Hamzah, MSA, MBA. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,
4. Hendry, Dipl. Ing. HTL., MT. selaku Dosen Pembimbing yang selalu
memberikan saran dan waktunya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Tugas Akhir ini,
5. Mulyadi Yuswandono, Drs., Dipl. Ing. HTL, dan Agus Suyono, Ir., MT selaku
Dosen Penguji Tugas Akhir ini,
6. Iskandar, ST., MT, selaku Koordinator Tugas Akhir, dan Wali Kelas,
7. Bapak Sri Widadi dan para teknisi di Laboratorium Mekanika Tanah Politeknik
Negeri Bandung,
8. Seluruh Dosen dan Staf administrasi, beserta para teknisi Jurusan Teknik Sipil,
9. Ibu Yeni, Bapak Faisal, dan seluruh staf Town Management Kota Baru
Parahyangan Padalarang,
vii
10. Partner Tugas Akhir, yang selama ini senantiasa saling memberi motivasi dan
semangat dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir,
11. Keluarga besar kelas Konstruksi Sipil 3B 2010 yang senantiasa memberikan
dukungan dan masukan,
12. Serta kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pengujian dan
penulisan laporan ini yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.
Dalam penyusunan laporan ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan,
maka dari itu, diharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan
kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini.
Penulis berharap laporan ini dapat berguna bagi penulis khususnya, dan
pembaca pada umumnya. Semoga kita semua tetap dalam lindungan Allah SWT.
Bandung, Juli 2013
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i
LEMBAR PERSEMBAHAN ....................................................................... iv
ABSTRAK .................................................................................................... v
KATA PENGANTAR .................................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................... I-1
1.2 Maksud dan Tujuan .................................................................. I-6
1.3 Ruang Lingkup ......................................................................... I-6
1.4 Hasil yang Diharapkan ............................................................. I-6
1.5 Sistematika Penulisan .............................................................. I-7
BAB II TINJAUAN UMUM PROYEK
2.1 Deskripsi Umum Tentang Tanah ............................................. II-1
2.2 Karakteristik Tanah Lempung ................................................. II-3
2.3 Tanah Untuk Timbunan Jalan .................................................. II-5
2.4 Perencanaan Stabilisasi Tanah dengan Serbuk Pengikat ......... II-7
2.4.1 Stabilisasi Tanah dengan Kapur ................................... II-8
2.4.2 Stabilisasi Tanah dengan Semen .................................. II-9
2.5 Karakteristik Material Vermikulit ............................................ II-12
2.6 Stabilisasi Tanah dengan Vermikulit dan Semen .................... II-15
2.7 Kuat Tekan Bebas .................................................................... II-18
2.8 Pengujian Kompaksi (Pemadatan) ........................................... II-23
2.9 Pengujian CBR ......................................................................... II-25
BAB III METODE PELAKSANAAN
3.1 Gambaran Umum Penelitian ..................................................... III-1
x
3.2 Uraian Pengujian ....................................................................... III-4
3.2.1 Pengambilan Sampel Tanah...................................... III-4
3.2.2 Penyiapan Alat dan Bahan Pengujian....................... III-5
3.2.3 Pengujian Fisis Tanah............................................... III-6
3.2.4 Pengujian Mekanis Tanah........................................ III-8
3.2.4.1 Pengujian Pemadatan Tanah........................ III-8
3.2.4.2 Pengujian CBR Tanah.................................. III-9
3.2.4.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah............. III-10
BAB IV ANALISIS DATA
4.1 Pengujian Sifat Fisis Tanah ....................................................... IV-1
4.1.1 Pengujian Kadar Air Tanah Asli .................................. IV-1
4.1.2 Pengujian Berat Jenis Tanah ........................................ IV-1
4.1.3 Pengujian Konsistensi Tanah (Atterberg limits) .......... IV-2
4.1.4 Pengujian Analisa Ukuran Butir .................................. IV-2
4.2 Penguian Sifat Mekanis Tanah .................................................. IV-5
4.2.1 Pengujian Pemadatan ................................................... IV-5
4.2.2 Pengujian CBR ............................................................. IV-6
4.2.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli .................... IV-9
4.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas Menggunakan Bahan Tambah... IV-11
4.3.1 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
Bahan Tambahan Semen 8%...................................... IV- 12
4.3.2 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
Bahan Tambah Vermikulit 2% dan Semen 8%........... IV-14
4.3.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
Bahan Tambah Vermikulit 4% dan Semen 8%........... IV-16
4.3.4 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
Bahan Tambah Vermikulit 6% dan Semen 8%........... IV-18
4.3.5 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
Bahan Tambah Vermikulit 8% dan Semen 8%........... IV-20
4.3.6 Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Campuran dengan
xi
Bahan Tambah Vermikulit 10% dan Semen 8%...... IV-22
4.4 Analisa Perbandingan Hasil Pengujian Kekuatan antara Tanah Asli
dan Tanah dengan Bahan Tambah......................................... IV- 24
4.4.1 Perbandingan Nilai qu antara Tanah Asli dengan Nilai qu
Tanah Campuran Vermikulit dan Semen................. IV-24
4.4.2 Penentuan Komposisi Ideal Campuran.................... IV-30
4.4.3 Perbandingan Nilai CBR antara Tanah Asli dengan Tanah
Campuran Vermikulit dan Semen............................ IV-34
4.5 Aplikasi di Lapangan............................................................. IV-36
4.5.1 Metoda Pelaksanaan Stabilisasi Lapangan.............. IV-36
4.5.2 Perbandingan Nilai ITP Sebelum dan Setelah Stabilisasi
................................................................................. IV-37
4.5.3 Perbandingan RAB Perkerasan Sebelum dan Setelah
Stabilisasi.................................................................. IV-44
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................... V-1
5.2 Saran ................................................................................... V-4
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... xviii
LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai Aktivitas ................................................................................... II-4
Tabel 2.2 Perencanaan Pemilihan Serbuk Pengikat Untuk Stabilitas Tanah .... II-7
Tabel 2.3 Analisa Kimia Vermikulit ................................................................. II-13
Tabel 2.4 Konsistensi Tanah ............................................................................ . II-20
Tabel 3.1 Hasil Pengujian dengan Kondisi Terbuka dan Tertutup .................. . III-12
Tabel 3.2 Jumlah Benda Uji Kuat Tekan Bebas Campuran ............................. . III-13
Tabel 4.1 Berat Jenis Tanah........................................................................ IV-1
Tabel 4.2 Nilai Atterberg Limits......................................................................... IV-2
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Atterberg Limits dan Analisa Ukuran Butir
...................................................................................................................... IV-4
Tabel 4.4 Berat Isi Kering Tanah Kota Baru Parahyangan, Padalarang............ IV-5
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli...................... .......... IV-9
Tabel 4.6 Rincian Benda Uji Kuat Tekan Bebas............................................... IV-11
Tabel 4.7 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8%........................... ......... IV-12
Tabel 4.8 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8% dan Vermikulit 2%..... IV-14
Tabel 4.9 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8% dan Vermikulit 4%..... IV-16
Tabel 4.10 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8% dan Vermikulit 6%..... IV-18
Tabel 4.11 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8% dan Vermikulit 8%..... IV-20
Tabel 4.12 Kuat Tekan Bebas Tanah dengan Semen 8% dan Vermikulit 10%... IV-22
Tabel 4.13 Hasil Kuat Tekan Bebas Kondisi Terbuka.................................... .... IV-27
Tabel 4.14 Hasil Kuat Tekan Bebas Kondisi Tertutup.................................... ... IV-28
Tabel 4.15 Hasil Kuat Tekan Bebas Kondisi Terbuka dan tertutup.................. .. IV-29
Tabel 4.16 Penentuan Kadar Campuran Ideal Terhadap Persyaratan ................. IV-31
Tabel 4.17 Penentuan Kadar Campuran Ideal Berdasarkan Biaya ..................... IV-32
Tabel 4.18 Penentuan Kadar Campuran Ideal Gabungan ................................... IV-33
Tabel 4.19 Data Lalu Lintas Tahun 2013 (asumsi)..................................... ........ IV-38
Tabel 4.20 Angka Ekivalen (E)................................................................... ........ IV-39
Tabel 4.21 Tebal Minimum Lapis Permukaan .................................................... IV-41
Tabel 4.22 Tebal Minimum Lapis Pondasi ......................................................... IV-41
Tabel 4.23 Pekerjaan Jalan Menggunakan Tanah Asli..................................... .. IV-45
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta Lokasi ........................................................................................ I-2
Gambar 1.2 (a), (b) Kondisi tanah di lokasi pengambilan sampel tanah (c) Tanah
kondisi kering, (d) tanah kondisi basah ............................................ I-3
Gambar 1.3 Grafik hubungan pemadatan dan CBR, Penentuan CBR design (kondisi
kering)..................................................................................... ........ I-4
Gambar 1.4 Grafik hubungan pemadatan dan CBR, Penentuan CBR design (kondisi
terendam).................. ...................................................................... I-5
Gambar 2.1 Hubungan berat dengan volume tanah beserta rongganya ................ II-1
Gambar 2.2 Tanah sampel Padalarang....................................................... ........... II-4
Gambar 2.3 Hubungan CBR dengan waktu peram perenergi pemadatan ............ II-11
Gambar 2.4 (a) Batuan vermikulit dan (b) Vermikulit.......................................... II-14
Gambar 2.5 (a) Tanah lempung, (b) Akuades, (c) Semen portland,
(d) Verikulit......................................................................... .............. II-17
Gambar 2.6 Pemberian tekan pada pengujian UCS................................... ........... II-19
Gambar 2.7 Mesin kuat tekan bebas........................................................... .......... II-22
Gambar 2.8 Alat uji proctor standar........................................................... ........... II-23
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian............................................................ .......... III-3
Gambar 3.2 Pengambilan sampel tanah...................................................... .......... III-4
Gambar 3.3 Silinder cetakan pengujian UCS............................................. .......... III-10
Gambar 4.1 Kurva analisa ukuran butir........................................................... IV-3
Gambar 4.2 Cassagrande plasticity chart........................................................ ..... IV-4
Gambar 4.3 Kurva Pemadatan........................................................................ IV-6
Gambar 4.4 Hubungan antara pemadatan dengan nilai CBR kondisi kering
(unsoaked).......................................................................................... IV-7
Gambar 4.5 Hubungan antara pemadatan dengan nilai CBR kondisi basah (Soaked)
................................................................................................. IV-8
Gambar 4.6 Kurva hubungan kadar air dengan nilai qu...................................... IV-10
Gambar 4.7 Kurva kuat tekan bebas tanah dengan bahan tambah semen 8%....... IV-13
Gambar 4.8 Kurva hubungan nilai qu menggunakan campuran semen 8% dan
vermikulit 2% dengan masa peram................................................... IV-15
Gambar 4.9 Kurva hubungan nilai qu menggunakan campuran semen 8% dan
vermikulit 4% dengan masa peram................................................... IV-17
xv
Gambar 4.10 Kurva hubungan nilai qu menggunakan campuran semen 8% dan
vermikulit 6% dengan masa peram.................................................. IV-19
Gambar 4.11 Kurva hubungan nilai qu menggunakan campuran semen 8% dan
vermikulit 8% dengan masa peram....................................... ............ IV-21
Gambar 4.12 Kurva hubungan nilai qu menggunakan campuran semen 8% dan
vermikulit 10% dengan masa peram.................................... ............. IV-23
Gambar 4.13 Kurva hubungan nilai qu dengan masa peram (terbuka).................. . IV-24
Gambar 4.14 Kurva hubungan nilai qu dengan masa peram (tertutup).................. . IV-26
Gambar 4.15 Kurva hubungan pemadatan dengan CBR campuran (Unsoaked)... . IV-35
Gambar 4.16 Kurva hubungan pemadatan dengan CBR campuran (Soaked)...... .. IV-35
Gambar 4.17 Nomogram...................................................................................... ... IV-40
Gambar 4.18 Susunan tebal perkerasan dengan nilai CBR asli............................ .. IV-42
Gambar 4.19 Susunan tebal perkerasan dengan nilai CBR campuran ................. .. IV-43
Gambar 4.20 (a) Susunan tebal perkerasan dengan CBR asli, (b) Susunan tebal
perkerasan dengan CBR campuran............................................... .... IV-44
Gambar 4.21 Potongan melintang jalan........................................................... ....... IV-45
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I ADMINISTRASI TUGAS AKHIR
I – 1 Lembar Pengajuan Topik Tugas Akhir
I – 2 Lembar Asistensi Tugas Akhir
I – 3 Lembar Keterangan Siap Sidang
LAMPIRAN II PENGUJIAN SIFAT FISIS TANAH
II – 1 Pengujian Kadar Air
II – 2 Pengujian Berat Jenis
II – 3 Pengujian Analisa Ukuran Butir
II – 3 Pengujian Batas-batas Atterberg
LAMPIRAN III PENGUJIAN SIFAT MEKANIS TANAH
III – 1 Pemadatan (Kompaksi)
III – 2 California Bearing Ratio (CBR)
III – 3 Kuat Tekan Bebas Tanah Asli
LAMPIRAN IV PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS MENGGUNAKAN
BAHAN TAMBAH
IV – 1 Kuat Tekan Bebas (0 Hari)
IV – 2 Kuat Tekan Bebas (3 Hari Tertutup)
IV – 3 Kuat Tekan Bebas (3 Hari Terbuka)
IV – 4 Kuat Tekan Bebas (7 Hari Tertutup)
IV – 5 Kuat Tekan Bebas (7 Hari Terbuka)
IV – 6 Kuat Tekan Bebas (14 Hari Tertutup)
IV – 7 Kuat Tekan Bebas (14 Hari Terbuka)
IV – 8 Kuat Tekan Bebas (28 Hari Tertutup)
IV – 9 Kuat Tekan Bebas (28 Hari terbuka)
xvii
LAMPIRAN V DOKUMENTASI TUGAS AKHIR
LAMPIRAN VI DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
V – 1 Daftar Riwayat Hidup Meli Desiani
V – 2 Daftar Riwayat Hidup Welly Nawi Berlian
DAFTAR PUSTAKA
Bowless, J.E,. Sifat-sifat fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah), alih bahasa Johan Kelanaputra Hainin, Ir,. Jakarta: Erlangga.
Das, Braja M,. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik) Jilid 1, alih
bahasa Noor Endah, Indrasurya B. Mochtar. Jakarta: Erlangga. Farahdiba. N, Eva dan Athi Nanjaresmi.2011. Perilaku Tanah Wayang Windu
Ketika Dipadatkan Pada Penyiapan Dan Pengeringan Benda Uji Dengan
Variasi Suhu. Laporan Tugas Akhir, Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2010. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan.
Gadjah Mada University Press: Yogyakarta. Hendry. 2006. Stabilisasi Tanah Lempung Padalarang sebagai Subgrade Jalan
(Stabilization of Padalarang Clay Soil as Subgrade). Laporan Penelitian. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Hendry. 2011. Evaluasi Perilaku Pemadatan dan Plastisitas Tanah Wayang
Windu Pangalengan Sebagai Bahan Timbunan. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Huat, Bujang B. K. 2012. Handbook of Tropical Residual Soils Engineering.
Netherlands: CRC Press Pusjatan Balitbang. 2007. Rancangan Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan
Jembatan. Jakarta: Pekerjaan Umum Soedarmo dan S.J. Edy Purnomo. 1997. Mekanika Tanah. Jakarta: Kansius Suardi, Enita. 2005. Kajian Kuat Tekan Bebas Tanah Lempung yang Distabilisasi
dengan Aditive Semen dan Kapur. Jurnal Ilmiah. Padang. Tim Pusat Litbang. 2002. Panduan Geoteknik 3 Penyelidikan Tanah Lunak
Pengujian Laboratorium. Bandung: Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.
_______.ASTM D 2166-00 Metode Uji Kuat Tekan Bebas Tanah Kohesif. _______.“Pengujian Kuat Tekan Bebas” Laporan Laboratorium Uji Tanah,
Politeknik Negeri Bandung. _______.1987.SKBI-2.3.26 Petunjuk Perencanaan tebal perkerasan lentur jalan
raya dengan metode analisa komponen.