KAJIAN PERILAKU TANAH LUNAK UNTUK LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DENGAN PENAMBAHAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN STABILISASI

Transkripsi

1 KAJIAN PERILAKU TANAH LUNAK UNTUK LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DENGAN PENAMBAHAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN STABILISASI STUDY OF SOFT SOIL BEHAVIOR FOR SUBGRADE WITH THE ADDITION OF COCONUT PALM ASH AS A STABILIZING MATERIAL Laporan ini ditulis untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Konstruksi Sipil Jurusan Teknik Sipil Oleh : EKO FEBRIYANTO NIM SANDI AHMAD FAUZI NIM POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2013

2 KAJIAN PERILAKU TANAH LUNAK UNTUK LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DENGAN PENAMBAHAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN STABILISASI STUDY OF SOFT SOIL BEHAVIOR FOR SUBGRADE WITH THE ADDITION OF COCONUT PALM ASH AS A STABILIZING MATERIAL Nama : Eko Febriyanto Nama : Sandi Ahmad Fauzi NIM : NIM : Pembimbing Dr. Syahril, BSCE., MT. NIP Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir, Taufik Hamzah, MSA.,MBA. NIP ii

3 KAJIAN PERILAKU TANAH LUNAK UNTUK LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DENGAN PENAMBAHAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN STABILISASI STUDY OF SOFT SOIL BEHAVIOR FOR SUBGRADE WITH THE ADDITION OF COCONUT PALM ASH AS A STABILIZING MATERIAL Nama : Eko Febriyanto Nama : Sandi Ahmad Fauzi NIM : NIM : Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 28 Juni 2013 dan sesuai dengan ketentuan. Tim Penguji : Ketua : Ir. Geni Firuliadhim, MT NIP : Anggota 1 : Mulyadi Yuswandono, Drs., Dipl. Ing. HTL.,MT NIP : Anggota 2 : Dr. Syahril, BSCE., MT NIP : iii

4 KAJIAN PERILAKU TANAH LUNAK UNTUK LAPISAN TANAH DASAR (SUBGRADE) DENGAN PENAMBAHAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN STABILISASI Eko Febriyanto Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung Sandi Ahmad Fauzi Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung Dr. Syahril, BSCE.,MT Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung ABSTRAK Stabilisasi tanah lunak saat ini masih terus dikembangkan baik dari teknologi perbaikan tanah ataupun menggunakan bahan stabilisasi seperti kapur dan lain-lain. Tujuan dari stabilisasi tanah adalah untuk mencari bahan atau teknologi yang mampu menekan nilai ekonomi pelaksanaan pembangunan jalan khususnya dalam penelitian ini adalah untuk lapisan tanah dasar (subgrade). Penelitian ini menggunakan abu kelapa sawit sebagai bahan stabilisasi untuk tanah. Hal ini karena abu kelapa sawit merupakan limbah material yang jarang dimanfaatkan. Penelitian hanya menfokuskan pada pengujian Atterberg Limit, pemadatan, Unconfined Compression Strength test (UCS), dan California Bearing Ratio (CBR) pada tanah asli dan tanah yang sudah distabilisasi. Adapun pengujian tambahan seperti analisa ukuran butir dan lain-lain dilakukan untuk menentukan karakteristik dari tanah dan abu kelapa sawit. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan abu kelapa sawit dapat menurunkan nilai indeks plastisitas (PI). Nilai PI menurun sekitar 23,85% dari nilai PI awal, yaitu dari 25,15% menjadi 19,15% pada penambahan abu sebanyak 15% dengan masa peram 0 hari. Nilai q ultimate (qu) yang dapat dicapai yaitu 2,067 kg/cm 2 pada penambahan abu sebanyak 15% dengan masa peram 7 hari atau meningkat sekitar 38,1% dari nilai awalnya yaitu 1,433 kg/cm 2. Nilai CBR unsoaked meningkat dari 9,5% menjadi 11,50% atau meningkat sekitar 21,05% dari nilai awal dan pada CBR soaked meningkat sebesar 181,63% dari nilai awal, yaitu 2,45% menjadi 6,90%. Kata kunci : stabilisasi, abu kelapa sawit, subgrade, UCS, CBR iv

5 ABSTRACT Stabilization of soft soil is still being developed both from soil fixes technologies and use stabilization materials such as lime and others. The purpose of soil stabilization is to find out materials or technology that can reduce the economic value in the implementation of road development, especially the subgrade layer. This research uses the coconut palm ash as the soil stabilization materials. This because the coconut palm ash is waste material, that is rarely used. This research focuses on the Atterberg Limit test, Compaction test, Unconfined Compression Strength (UCS) test, and California Bearing Ratio (CBR) test for soft soil and stabilized soil.the additional test such as Grain Size Analysis and others should be done to determine the characteristics of the soil and coconut palm ash. The results showed that the addition of coconut palm ash influence the value of the plasticity index (PI). The PI value is 23,85% lower than that from the first value, that was from 25,15% to 19,15% with the addition of coconut palm ash 15% and with storing period of 0 day. The value of q ultimate (qu) it was about 2,067% with the addition of coconut palm ash of 15% and with storing period of 7 days or it was increase about 38,1% of that from the first value 1,433 kg/cm2. CBR unsoaked value was increase from 9.5% to 11.50% or it was increase about 21,05% of that from the first value and CBR soaked was increase about 181,63% of that from the first value, that was from 2,45% to 6,90%. Keywords: stabilization, coconut palm ash, subgrade, UCS, CBR v

6 KATA PENGANTAR Penulis mengucapkan rasa puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia Nya, sampai pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul Kajian Perilaku Tanah Lunak Untuk Lapisan Tanah Dasar (Subgrade) dengan Penambahan Abu Kelapa Sawit Sebagai Bahan Stabilisasi. Tujuan dari penulisan laporan ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung. Penulis menyadari dalam pembuatan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan, karena terbatasnya kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki. Meskipun demikian, penulis berusaha maksimal untuk dapat menyelesaikan laporan ini. Dalam proses penulisan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan maupun bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih secara khusus kepada pihak-pihak yang tertera pada lembar persembahan atas jasanya membantu dalam menyelesaikan penulisan laporan ini. Akhir kata, penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat baik untuk penulis khususnya dan pembaca umumnya. Maka dari itu, penulis mengharapkan saran dan kritikan yang dapat membangun sebagai bahan acuan penulis dalam pembuatan laporan dimasa yang akan datang. Bandung, Juli 2013 Penulis vi

7 LEMBAR PERSEMBAHAN Penulis mengucapkan puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memudahkan dalam segala aktivitas berkaitan dengan tugas akhir ini serta penulis mempersembahkan ini kepada-nya sebagai bentuk ibadah dalam menuntut ilmu di Politeknik Negeri Bandung. Selain itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Syahril, BSCE.,MT. selaku dosen pembimbing tugas akhir, atas jasanya memberikan bimbingan dan arahan dalam melaksanakan tugas akhir ini. 2. Ir. Geni Firuliadhim, MT dan Mulyadi Yuswandono, Drs., Dipl. Ing. HTL.,MT selaku dosen penguji, atas masukan yang diberikan untuk memperbaiki isi laporan tugas akhir ini. 3. Koordinator tugas akhir beserta anggotanya yang telah betugas dengan baik dalam pelaksanaan tugas akhir tahun ajaran 2012/ Kepala jurusan berserta para staff yang telah membantu dalam kelancaran birokrasi baik internal maupun eksternal. 5. Bapak Dadang selaku pemilik tanah yang telah mengizinkan dalam pengambilan tanah sebagai bahan penelitian. 6. Kepala PT Perkebunan Nusantara yang telah memberikan abu kelapa sawit sebagai bahan yang diteliti. 7. Ayah dan ibu tercinta yang selalu mendoakan penulis. 8. Rekan-rekan yang telah membantu baik secara moril dan materil selama pelaksanaan penelitian ini. 9. Dan pihak-pihak lain yang turut berkonstribusi dalam pelaksanaan penelitian ini. Mohon maaf apabila terdapat nama-nama yang tidak disebutkan dalam poin-poin di atas bukan karena tidak membantu, melainkan karena kekhilafan dari penulis sendiri. Bandung, Juli 2013 vii Penulis

8 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi LEMBAR PERSEMBAHAN... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN... I Latar Belakang... I Tujuan Penelitian... I Pembatasan Masalah... I Metodologi Penelitian... I Manfaat Penelitian... I Sistematika Penulisan... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II Tanah... II Tanah Lunak... II Sistem Klasifikasi Tanah... II Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO... II Klasifikasi Tanah Menurut USCS... II Pengujian Tanah... II Pengujian Lapangan... II Pengujian Laboratorium... II Abu Kelapa Sawit Sebagai Limbah Dari Pengolahan Kelapa Sawit... II Stabilisasi Menggunakan Abu Kelapa Sawit... II Penelitian yang Pernah Dilakukan Mengenai Penambahan Abu untuk Bahan Stabilisasi Tanah... II-18 viii

9 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... III Tahap Penelitian... III Tahap Persiapan... III Studi Literatur... III Survey lokasi pengambilan tanah... III Pencarian sumber abu kelapa sawit... III Tahap Identifikasi... III Pengujian lapangan... III Pengujian sifat fisik (index properties)... III Pengambilan sampel... III Tahap Pengujian... III Pengujian Tanah... III Pengujian Abu Kelapa Sawit... III Pengujian Variasi Campuran Abu Kelapa Sawit dengan Tanah... III Kebutuhan Benda Uji... III Analisa Data dan Simpulan... III-15 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA... IV Hasil Pengujian... IV Pengujian Terhadap Tanah Asli... IV Klasifikasi Tanah... IV Pengujian Terhadap Abu Kelapa Sawit... IV Pengujian Campuran Tanah dengan Abu Kelapa Sawit... IV Analisa Data... IV Karakteristik Tanah Asli... IV Karakteristik Abu Kelapa Sawit... IV Analisa Terhadap Campuran Tanah dan Abu Kelapa Sawit... IV-31 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... V Kesimpulan... V Saran... V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Batasan-batasan ukuran golongan tanah... II-1 Tabel 2.2 Indikasi di lapangan dengan konsistensi tanah lunak... II-2 Tabel 2.3 Klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya (Sistem AASHTO)... II-3 Tabel 2.4 Sistem klasifikasi tanah menurut USCS... II-5 Tabel 2.5 Standar prosedur pengujian laboratorium... II-7 Tabel 2.6 Koreksi suhu berat jenis tanah... II-10 Tabel 2.7 Berat jenis air dan nilai viskositas... II-12 Tabel 2.8 Unsur kimia pada abu kelapa sawit... II-17 Tabel 3.1 Karakteristik tanah penelitian... III-5 Tabel 3.2 Hasil pengujian tahap identifikasi... III-7 Tabel 3.3 Kebutuhan benda uji... III-14 Tabel 4.1 Hasil pengujian DCP pada titik ke-1... IV-2 Tabel 4.2 Hasil pengujian kadar air tanah asli... IV-4 Tabel 4.3 Hasil pengujian atterberg limit tanah asli... IV-5 Tabel 4.4 Hasil pengujian berat jenis tanah asli... IV-6 Tabel 4.5 Hasil analisa saringan... IV-7 Tabel 4.6 Hasil analisa hidrometer... IV-8 Tabel 4.7 Kondisi kadar air pemadatan... IV-10 Tabel 4.8 Perhitungan berat isi kering dan zero air void (Z.A.V)... IV-11 Tabel 4.9 Hasil perhitungan unconfined compression strength IV-12 (UCS) Tabel 4.10 Hasil pengujian california bearing ratio (CBR)... IV-14 Tabel 4.11 Unsur kimia pada abu kelapa sawit... IV-18 Tabel 4.12 Perhitungan berat jenis abu kelapa sawit... IV-19 Tabel 4.13 Hasil pengujian atterberg limit kadar abu 15% dan masa peram 7 hari... IV-21 Tabel 4.14 Kondisi kadar air pada uji pemadatan tanah dengan kadar abu 15% dan masa peram 7 hari... IV-23 x

11 Tabel 4.15 Perhitungan berat isi kering dan Z.A.V tanah dengan kadar abu 15% dan masa peram 7 hari... IV-24 Tabel 4.16 Hasil perhitungan UCS dengan kadar abu 15% dan masa peram 7 hari... IV-25 Tabel 4.17 Perhitungan CBR dengan kadar abu 15% dan masa peram 7 hari... IV-27 Tabel 4.18 Resume pengujian tanah asli... IV-30 Tabel 4.19 Parameter yang dimiliki abu kelapa sawit... IV-31 Tabel 4.20 Resume data batas cair (LL)... IV-31 Tabel 4.21 Resume data batas plastis (PL)... IV-31 Tabel 4.22 Resume data indeks plastisitas (PI)... IV-32 Tabel 4.23 Resume data berat isi kering maksimum hasil pemadatan campuran... IV-34 Tabel 4.24 Resume data kadar air optimum hasil pemadatan IV-34 campuran Tabel 4.25 Resume data hasil uji UCS campuran... IV-36 Tabel 4.26 Resume data hasil uji CBR lab unsoaked... IV-37 Tabel 4.27 Resume data hasil uji CBR lab soaked... IV-37 Tabel 5.1 Kesimpulan penelitian... V-1 xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Prinsip kerja alat DCP... II-8 Gambar 2.2 Fase yang terjadi pada tanah... II-9 Gambar 2.3 Grafik hubungan kadar air dan kepadatan kering... II-13 Gambar 2.4 Skema pembebanan kuat tekan bebas (UCS)... II-14 Gambar 2.5 Abu kelapa sawit... II-17 Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian... III-2 Gambar 3.2 Lokasi pengambilan sampel tanah... III-5 Gambar 3.3 Kantor PT Perkebunan Nusantara VIII... III-6 Gambar 3.4 Lokasi pengujian DCP... III-7 Gambar 3.5 Lokasi pengujian tanah... III-8 Gambar 3.6 Proses pecoakan tanah menggunakan grooving tool pada uji batas cair... III-9 Gambar 3.7 Pengujian sifat elektrik tanah... III-10 Gambar 4.1 Pengujian DCP pada titik ke-1... IV-2 Gambar 4.2 Grafik kondisi CBR di lapangan pada titik ke-1... IV-3 Gambar 4.3 Penentuan nilai LL... IV-6 Gambar 4.4 Gradasi ukuran butir... IV-9 Gambar 4.5 Gambar kurva pemadatan... IV-11 Gambar 4.6 Hubungan tegangan dengan regangan... IV-13 Gambar 4.7 Bentuk keruntuhan pengujian UCS sampel 1... IV-13 Gambar 4.8 Kurva pengujian CBR unsoaked tanah asli... IV-15 Gambar 4.9 Kurva pengujian CBR soaked tanah asli... IV-15 Gambar 4.10 Penentuan nilai CBR unsoaked tanah asli... IV-16 Gambar 4.11 Penentuan nilai CBR soaked tanah asli... IV-16 Gambar 4.12 Pengujian elektrisitas tanah... IV-17 Gambar 4.13 Penentuan klasifikasi tanah menggunakan metode USCS... IV-18 Gambar 4.14 Pengujian berat jenis abu kelapa sawit... IV-19 xii

13 Gambar 4.15 Penentuan nilai LL 15% abu peram 7 hari... IV-22 Gambar 4.16 Grafik uji pemadatan 15% abu peram 7 hari... IV-24 Gambar 4.17 Hubungan tegangan vs regangan... IV-26 Gambar 4.18 Bentuk keruntuhan UCS kadar 15% dengan masa peram 7 hari... IV-26 Gambar 4.19 Grafik CBR unsoaked masa peram 7 hari dan kadar abu 15%... IV-28 Gambar 4.20 Grafik CBR soaked masa peram 7 hari dan kadar abu 15%... IV-28 Gambar 4.21 Penentuan nilai CBR unsoaked peram 7 hari kadar abu 15%... IV-29 Gambar 4.22 Penentuan nilai CBR soaked peram 7 hari kadar abu 15%... IV-29 Gambar 4.23 (a) Hubungan masa peram dengan batas cair (LL) (b) Hubungan kadar abu dengan batas cair (LL)... IV-32 Gambar 4.24 (a) Hubungan masa peram dengan batas plastis (PL) (b) Hubungan kadar abu dengan batas plastis (PL)... IV-33 Gambar 4.25 (a) Hubungan masa peram dengan indeks plastisitas (PI) (b) Hubungan kadar abu dengan indeks plastisitas (PI)... IV-33 Gambar 4.26 (a) Hubungan antara berat isi kering maksimum dengan kadar abu (b) Hubungan antara berat isi kering maksimum dengan masa peram... IV-35 Gambar 4.27 (a) Hubungan antara kadar air optimum dengan masa peram (b) Hubungan antara kadar air optimum dengan kadar abu... IV-35 Gambar 4.28 (a) Hubungan nilai qu dengan masa peram (b) Hubungan nilai qu dengan kadar abu... IV-36 Gambar 4.29 (a) Hubungan nilai CBR unsoaked dengan kadar abu (b) Hubungan nilai CBR unsoaked dengan masa peram IV-37 xiii

14 Gambar 4.30 (a) Hubungan nilai CBR soaked dengan kadar abu (b) Hubungan nilai CBR soaked dengan masa peram.. IV-38 xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D LAMPIRAN E LAMPIRAN F LAMPIRAN G LAMPIRAN H LAMPIRAN I Administrasi Tugas Akhir Data Pengujian Terhadap Tanah Asli Data Pengujian Terhadap Abu Kelapa Sawit Data Pengujian Atterberg Limit Tanah yang distablisasi Data Pengujian Pemadatan Tanah dan Berat Jenis yang Distabilisasi Data Pengujian Unconfined Compression Strength (UCS) Tanah yang Distabilisasi Data Pengujian California Bearing Ratio (CBR) Tanah yang Distabilisasi Dokumentasi Pelaksanaan Pengujian Daftar Riwayat Hidup (Curriculum Vitae) xv

16 DAFTAR PUSTAKA Ansori, Zenal & Rachel Chrisanti Kajian Perilaku Subgrade Dari Tanah Lunak Dengan Menggunakan Campuran Abu Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Stabilisasi (Tugas Akhir). Bandung : Politeknik Negeri Bandung Ariyani, Ninik dan Ardiyanto C. Nugroho Perngaruh kapur dan abu sekam padi pada nilai CBR laboratorium tanah tras dari dusun seropan untuk stabilisasi sugrade timbunan. /file/11204.pdf [12 Maret 2013] Das, Braja M Mekanika Tanah 1 (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta : Erlangga Dermawan, Herwan. No date. Analisis Hidrometer ASTM D (98). mawan/praktikum_mekanika_tanah/vii_uji_hidrometer_by_hw_ok.pdf. [28 maret 2013] Fitriyani Pengaruh Abu Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Tambahan Pada Pembuatan Batako [5 Maret 2013] Hendarsin, Shirley Liliawaty Tjahjono Perencanaan Teknik Jalan Raya. Bandung : Politeknik Negeri Bandung PT Perkebunan Nusantara Sawit. option=com_ content&task=view&id=23&itemid=92 [5 Maret 2013] Pusat Litbang Prasarana Transportasi Panduan Geoteknik 1 Proses Pembentukan dan Sifat-Sifat Dasar Tanah Lunak. Bandung : Pusat Litbang Prasaranan trasportasi Pusat Litbang Prasarana Transportasi Panduan Geoteknik 3 Penyelidikan Tanah Lunak Pengujian Laboratorium. Bandung : Pusat Litbang Prasaranan trasportasi Seta, Wijaya Perilaku Tanah Ekspansif yang Dicampur Dengan Pasir Untuk Subgrade(Tessis). Eprints.undip.ac.id/17720/ [14 Februari 2013] Suhardjo, Putriana Chomsati darsono Subgrade. [12 Februari 2013] Sulistiono, Djoko, dkk Stabilisasi Tanah Pandaan dengan Bitumen Untuk Subgrade Jalan Raya(Tessis). /resensi/stabilisasi_ tanah1.pdf [5 Maret 2013] xvi