PENGGUNAAN CAMPURAN LIMBAH ABU CANGKANG SAWIT (PALM OIL FUEL ASH) DAN KAPUR (CaCO3) SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH GAMBUT KALIMANTAN Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Oleh : Disusun oleh : TATIK SULISTIANINGSIH 201210340311065 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017 i
LEMBAR PENGESAHAN JUDUL : PENGGUNAAN CAMPURAN LIMBAH ABU CANGKANG SAWIT (PALM OIL FUES ASH) DAN KAPUR (CaCO3) SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH GAMBUT KALIMANTAN NAMA : TATIK SULISTIANINGSIH NIM : 201210340311065 Pada hari Kamis 26 Oktober 2017, tugas akhir ini telah diuji oleh tim penguji : 1. Ir. Erwin Rommel., MT Dosen Penguji I 2. Ir. Chairil Saleh., MT Dosen Penguji II Menyetujui dan Mengesahkan : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir. Sunarto, MT Ir. Ernawan Setyono, MT ii
KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya, sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Penggunaan Campuran Limbah Abu Cangkang Sawit (Palm Oil Fuel Ash) Dan Kapur (CaCO3) Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Gambut Kalimantan. Skripsi ini merupakan tugas akhir yang diajukan untuk memenuhi syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Saya menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini saya menyampaikan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Drs. Fauzan, M.Pd selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST.MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Dr.Ir. Sunarto, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi ini sampai selesai. 5. Ir. Ernawan Setyono, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi ini sampai selesai. 6. Bapak Ir. HE. Meiyanto., MT dan Bapak Ir. Erwin Rommel., MT dan Bapak Ir. Chairil Saleh, MT selaku dosen pembanding dan penguji yang telah memberikan banyak saran. 7. Seluruh Dosen Pengajar Teknik Sipil dan Staf Tata Usaha di lingkungan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. vi
Demi kesempurnaan skripsi ini, saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat saya harapkan. Semoga karya skripsi ini bermanfaat dan dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi pihak yang membutuhkan. Malang, 21 November 2017 Tatik Sulistianingsih vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii SURAT PERNYATAAN... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... xviii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xviii DAFTAR LAMPIRAN... xx BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Hipotesa Penelitian... 3 1.3 Rumusan Masalah... 4 1.4 Batasan Masalah... 4 1.5 Tujuan Penelitian... 5 1.6 Manfaat Penelitian... 5 1.7 Sistematika Penulisan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Parameter Tanah... 7 x
2.1.1 Angka Pori... 8 2.1.2 Porositas... 8 2.1.3 Kadar Air... 9 2.1.4 Derajat Kejenuhan... 9 2.1.5 Berat Jenis Tanah Basah... 9 2.1.6 Berat Jenis Tanah Kering... 9 2.1.7 Kohesi... 10 2.1.8 Sudut Geser Dalam... 10 2.2 Sistem Klasifikasi Tanah... 10 2.2.1 Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur... 10 2.2.2 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO... 12 2.2.3 Klasifikasi Tanah Sistem USCS... 15 2.3 Tanah Gambut... 17 2.4 Stabilisasi Tanah... 21 2.4.1 Abu Cangkang Sawit... 22 2.4.2 Kapur... 24 2.4.2.1 Tipe Tipe Kapur... 24 2.4.2.2 Sifat Sifat Kapur... 25 2.5 Pemadatan... 26 2.6 Kuat Geser Langsung (Direct Shear Test)... 27 2.6.1 Alat Uji Geser Standar Laboratorium... 29 2.7 CBR (California Bearing Test)... 30 xi
2.7.1 Alat Uji CBR Laboratorium... 32 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian... 33 3.2 Jenis Data... 33 3.3 Tahapan Penelitian... 33 3.3.1 Persiapan Bahan dan Alat... 35 3.3.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah Gambut... 37 3.3.3 Pembuatan Benda Uji... 44 3.3.3.1 Sampel Pengujian Untuk Tanah Gambut Asli... 44 3.3.3.2 Rancangan Variasi Campuran dan Pembuatan Benda Uji CBR (Soaked)... 45 3.3.3.3 Rancangan Variasi Campuran dan Pembuatan Benda Uji Geser Langsung (Direct Shear Test)... 45 3.3.4 Pengujian Sifat Mekanis Tanah... 45 3.3.4.1 Uji Kekuatan Geser Langsung (Direct Shear Test)... 45 3.3.4.2 Pengujian CBR (California Bearing Test)... 48 3.3.5 Analisa Data dan Pembahasan... 50 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Gambut Asli... 51 4.2 Hasil Pengujian Mekanis Tanah Gambut Kalimantan... 56 4.2.1 Pengujian CBR (California Bearing Ratio)... 56 4.2.1.1 Hasil Uji CBR Tanah Gambut Asli... 56 xii
4.2.1.2 Hasil Uji Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 5%... 58 4.2.1.3 Hasil Uji Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 10%... 60 4.2.1.4 Hasil Uji Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 15%... 62 4.2.1.5 Hasil Uji Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 20%... 64 4.2.1.6 Hasil Uji Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 25%... 68 4.2.2 Analisa Dan Pembahasan Hasil Pengujian CBR (California Bearing Ratio)... 69 4.2.2.1 Pengaruh Penambahan Abu Cangkang Sawit dan Kapur Terhadap Tanah Gambut Kalimantan Pada Pengujian CBR... 69 4.2.3 Pengujian Sudut Geser Langsung (Direct Shear Test)... 73 4.2.3.1 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut Asli... 73 4.2.3.2 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut + ACS 9% + Kapur 5%... 77 4.2.3.3 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut + ACS 9% + Kapur 10%... 81 4.2.3.4 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut + ACS 9% + Kapur 15%... 85 xiii
4.2.3.5 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut + ACS 9% + Kapur 20%... 89 4.2.3.6 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test) Tanah Gambut + ACS 9% + Kapur 25%... 93 4.2.4 Analisa Dan Pembahasan Hasil Pengujian Sudut Geser Langsung (Direct Shear Test)... 98 4.2.4.1 Pengaruh Penambahan Abu Cangkang Sawit Dan Kapur Terhadap Nilai Kohesi Tanah Gambut Kalimantan... 98 4.2.4.2 Pengaruh Penambahan Abu Cangkang Sawit Dan Kapur Terhadap Nilai Sudut Geser Dalam Tanah Gambut Kalimantan... 99 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 101 52 Saran... 102 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan Antara Sudut Geser Dalam Dan Jenis tanah... 10 Tabel 2.2 Batasan-Batasan Ukuran Golongan Tanah... 11 Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO... 14 Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi Tanah Menurut USCS... 16 Tabel 2.5 Tipe Tanah Berdasarkan Kadar Organik... 17 Tabel 2.6 Klasifikasi Tanah Gambut Menurut ASTM D 4427 (2002)... 18 Tabel 2.7 Komposisi Kimia Abu Cangkang Sawit... 23 Tabel 2.8 Sifat-Sifat Tipikal Kapur... 25 Tabel 2.9 Pemadatan Standard Proctortest dan Modified Proctortest... 27 Tabel 2.10 Klasifikasi Nilai CBR Terhadap Kekuatan Subgrade Jalan... 28 Tabel 2.11 Standar Unit Load Pada Harga-Harga Penetrasi... 32 Tabel 3.1 Pengujian Tanah Gambut Asli... 44 Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Uji Karakteristik Tanah Gambut Kalimantan... 51 Tabel 4.2 Berat Jenis Tanah... 53 Tabel 4.3 Tingkat Plastisitas Tanah... 54 Tabel 4.4 Klasifikasi Tanah Kohesif... 54 Tabel 4.5 Data Hasil Pengujian CBR Tanah Gambut Asli... 56 Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian CBR Variasi 1... 58 Tabel 4.7 Data Hasil Pengujian CBR Variasi 2... 60 Tabel 4.8 Data Hasil Pengujian CBR Variasi 3... 62 Tabel 4.9 Data Hasil Pengujian CBR Variasi 4... 64 xv
Tabel 4.10 Data Hasil Pengujian CBR Variasi 5... 66 Tabel 4.11 Rekapitulasi Hasil Uji CBR... 68 Tabel 4.12 Nilai CBR Tanah Dasar... 71 Tabel 4.13 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Tanah Gambut Asli... 73 Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Untuk Tanah Gambut Asli... 74 Tabel 4.15 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Variasi Campuran I... 75 Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Untuk Variasi Campuran I... 78 Tabel 4.17 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Variasi Campuran II... 81 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser untuk Variasi Campuran II... 82 Tabel 4.19 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Variasi Campuran III... 85 Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Untuk Variasi Campuran III... 86 Tabel 4.21 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Variasi Campuran IV... 89 Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser untuk Variasi Campuran IV... 90 Tabel 4.23 Data Hasil Pengujian Geser Langsung Variasi Campuran V... 93 Tabel 4.24 Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Untuk Variasi Campuran V... 94 xvi
Tabel 4.25 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Tegangan Normal Dan Tegangan Geser... 97 Tabel 4.26 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Nilai c dan ϕ Dari Pengujian Direct Shear Test Campuran... 97 xvii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tiga fase Elemen Tanah... 7 Gambar 2.2 Klasifikasi Berdasar Tekstur Tanah... 12 Gambar 2.3 Abu Cangkang Kelapa Sawit... 23 Gambar 2.4 Peralatan Alat Uji Geser Langsung laboratorium... 30 Gambar 2.5 Alat Uji CBR Laboratorium... 32 Gambar 3.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian,Uji Direct Shear Test Dan CBR... 34 Gambar 3.2 Proses Persiapan Tanah Gambut... 35 Gambar 3.3 Proses Persiapan Abu Cangkang Sawit... 36 Gambar 3.4 Contoh Kapur Yang Telah Siap Digunakan... 36 Gambar 3.5 Cara Menghitung Tegangan Normal... 47 Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji Pemadatan Tanah Gambut Asli Menggunakan Modified Proctor... 55 Gambar 4.2 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut Asli... 57 Gambar 4.3 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut + Abu Cangkang Sawit 9% + Kapur 5%... 59 Gambar 4.4 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut + Abu Cangkang Sawit 9% + Kapur 10%... 61 Gambar 4.5 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut + Abu Cangkang Sawit 9% + Kapur 15%... 63 xviii
Gambar 4.6 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut + Abu Cangkang Sawit 9% + Kapur 20%... 65 Gambar 4.7 Grafik Hasil Uji CBR Soaked Tanah Gambut + Abu Cangkang Sawit 9% + Kapur 25%... 67 Gambar 4.9 Grafik Rekapitulasi nilai CBR Soaked tanah gambut murni, Tanah gambut + ACS Dan Kapur... 70 Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Pada Tanah Gambut Asli... 76 Gambar 4.11 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 5%... 80 Gambar 4.12 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 10%... 84 Gambar 4.13 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 15... 88 Gambar 4.14 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 20%... 92 Gambar 4.15 Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Variasi Campuran Gambut + ACS 9% + Kapur 25%... 96 Gambar 4.16 Grafik Hubungan Antara Nilai Kohesi (c) Terhadap Penambahan Variasi ACS dan Kapur... 98 xix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Hasil Pengujian Karakteristik Tanah Gambut Asli Hasil Pengujian CBR (California Bearing Ratio) Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung (Direct Shear Test) Hasil Uji Statistik SPSS Tunggal Dokumentasi Penelitian Hasil Pengujian Kimia XRF Abu Cangkang Sawit xx
DAFTAR PUSTAKA Afriani, L. 2014. Kuat Geser Tanah, Cetakan I. Yogyakarta. Bowles, J.E. 1989. Sifat-sifat fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah), Edisi Kedua. Jakarta. Craig.R.F.1994. Mekanika Tanah, Edisi keempat. Jakarta. DAS, B.M. 1988. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), Jilid 1. Surabaya. Direktorat Jendral Bina Marga. (2012). Manual Desain Perkerasan Jalan. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah Badan Penelitian Dan Pengembangan. (2002). Metode, Spesifikasi Dan Tata Cara. Jakarta. Endah, Noor Mochtar, dkk, 2014, Pengaruh Stabilisasi pada Tanah Gambut Berserat yang Distabilisasi dengan Campuran CaCO3 dan Pozolan, Jurnal Teknik Sipil, Vol.21, April, 0853-2982. Hardiyatmo, C. 2010. Mekanika Tanah 1, Edisi kelima. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan. Yogyakarta. Hardiyatmo, C. 2010. Perancangan Perkerasan Jalan Dan Penyelidikan Tanah. Yogyakarta. Irianto, H.A. 2004. Statistik Konsep Dasar, Aplikasi dan Pengembangannya. Jakarta. Panjaitan, S. 2014. Pengaruh Perendaman Terhadap Nilai CBR Tanah Mengembang Yang Distabilisasi Dengan Abu Cangkang Sawit, Jurnal Teknik Sipil, Vol.28 Nomor 1, Januari, 0854-4468. Siregar, S. 2013. Statistik Parametrik Untuk Penelitian Kuantitatif. Jakarta. Sukirman, S. 1992. Perkerasan Lentur Jalan Raya. Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1990. Metode Pengujian Kadar Air (SNI 03-1965- 1990). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 2002. Metode Pengujian Kadar Abu (SNI 13-6793- 2002). BSN : Bandung.
Standar Nasional Indonesia. 2002. Metode Pengujian Kadar Organik (SNI 13-6793-2002). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 2002. Metode Pengujian Kadar Serat (SNI 13-6793- 2002). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1990. Metode Pengujian Berat Jenis (SNI 03-1964- 1990). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia.1994. Metode Pengujian Berat Isi, Angka Pori dan Derajat Kejenuhan (SNI 03-3637-1994). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1990. Metode Pengujian Batas Konsistensi (SNI 03-1967-1990). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1992. Metode Pengujian Pemadatan Standar (SNI 03-2832-1992). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1992. Metode Pengujian Geser Langsung (SNI 03-2813-1992). BSN : Bandung. Standar Nasional Indonesia. 1992. Metode Pengujian CBR (SNI 03-1744-1989). BSN : Bandung. Wijaya, A, dkk. 2016. Pengaruh Gradasi Terhadap Nilai CBR Dan Swelling Pada Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif Menggunakan Pasir, Jurnal Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Yunan, A.R. (2002). Stabilisasi Tanah Gambut Rawa Pening Dengan Semen Dan Gypsum Sintetis (CaSO4.2H2O), Skripsi, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Diponegoro Semarang.