PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG

Transkripsi

1 PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG (Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen) Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : WISHNU PADMA NIM : D PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 i

3 ii

4 iii

5 MOTTO Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada Tuhanmu lah engkau berharap (Al-Insyira: 6-8) Barang siapa menuntut ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan menuju surga (H.R Muslim) SEMUA KILAUAN ITU BUKANLAH EMAS (SPONGEBOB SQUAREPANTS) Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah (Thomas Alva Edison) Apa yang keluar dari hati, pasti akan mudah diterima oleh hati (Penulis) Hiduplah seperti mendaki gunung, semangat yang tiada henti mencapai puncak, ketika mencapai titik teratas gunung sesekali lah menoleh ke belakang, karena itu membuatmu bagaimana cara belajar bersyukur. Dan menoleh lah ke atas, karena diatas langit masih ada langit yang mengajarkan kamu untuk tidak sombong. (Penulis) iv

6 PERSEMBAHAN Alhamdulillah, teriring kehadirat Allah SWT yang telah meridhoi, kupersembahkan karya kecil ini teruntuk: Ayah dan Ibu tersayang atas segala do a, segala cinta, perjuangan dan pengorbanan yang telah diberikan, sehingga saya sampai di titik ini, saya ucapkan banyak terimakasih. Keluarga besarku terima kasih atas semua doa, bantuan dan dukungan moril serta materil.. Sahabat sahabatku Setia Hartadi, dikka, MARBUDI, fatih, isvan, jaya abadi, bayu eka, saiful, yanuar alan, seno, jodi, dicky, mada, dedy, devy, nadia, chanifah, hafid dan teman-teman yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terimakasih atas semua dukungannya. Tak kan ku lupa masa-masa bersama kalian. v

7 PRAKATA Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillahirabbil alamin, segala puji dan syukur penulis selalu panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala berkah, nikmat, taufik, rahmat dan hidayah-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG (Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen) guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada : 1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-nya, serta untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk. Dan untuk anugerah terindah-nya. 2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak Mochamad Solikin, ST., MT., PhD, selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta staffnya, yang telah memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi. 3. Ibu Qunik Wiqoyah, ST., MT. selaku dosen pembimbing yang sedemikian tulus dan ikhlas telah memberikan bimbingan, saran saran yang bermanfaat dan arahan serta petunjuk kepada penyusun dengan penuh kesabaran dalam penyusunan Tugas akhir ini. Bapak Agus Susanto, ST., MT. dan Ir. Renaningsih, MT. selaku Dosen Penguji yang banyak menyumbangkan kritik dan saran yang sangat membangun. 4. Ibu Qunik Wiqoyah, ST., MT.. selaku Dosen Pembimbing Akademik, yang telah membantu dan memberikan pengarahan pengarahan yang berharga vi

8 selama masa studi di Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 5. Bapak / Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang bermanfaat kepada penyusun. 6. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini. 7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada aku. Dan semua orang yang pernah datang dan pergi dalam hidupku. Terimakasih banyak. Akhirnya penyusun menyadari bahwa hasil dari penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Namun dengan terselesainya Tugas Akhir ini semoga bermanfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi pembaca. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, 18 Juli 2017 Penyusun, vii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v PRAKATA... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xv ABSTRAKSI... xvi ABSTRACT... xvii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan dan Manfaat Penelitian... 2 D. Batasan Masalah... 2 E. Keaslian Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah Lempung... 4 B. Garam Dapur... 5 C. Tinjauan Penelitian Sejenis... 6 viii

10 BAB III LANDASAN TEORI A. Sifat-sifat Fisis Tanah Kadar Air Berat Jenis Tanah ( Specific Grafity ) Batas-batas Atterberg ) Batas cair (Liquid Limit) ) Batas plastis (Plastic Limit)) ) Batas susut (Shrinkage Limit) ) Indeks plastisitas (Plasticity Indeks) Analisa ukuran butiran ) Analisa hydrometer ) Analisa saringan Klasifikasi Tanah ) USCS ) AASHTO B. Sifat-sifat Mekanis Tanah ) Uji pemadatan (standard Proctor) ) Kuat geser tanah ) Parameter geser tanah BAB IV METODE PENELITIAN A. Tinjauan Umum B. Bahan Penelitian C. Peralatan Penelitian Uji sifat fisis tanah a). Uji kadar air tanah (water content) b). Uji berat jenis tanah (specific gravity) c). Uji gradasi tanah d). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits) Uji sifat mekanis tanah a). Uji pemadatan (standard Proctor) ix

11 Tahapan Penelitian D. Pelaksanaan Penelitian Uji sifat fisis tanah a). Kadar Air (w) b). Specific gravity analysis (uji berat jenis/gs) c). Gradasi ukuran butiran tanah (Grain size analysis) d). Pengujian batas-batas Atterberg Pengujian pemadatan Pengujian DST(Direct Shear Test) BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Pendahuluan Uji Sifat Fisis Uji Specific gravity Garam Dapur (NaCl) Uji Tanah Asli Uji Tanah Campuran Dengan Penambahan NaCl Uji Sifat Mekanis Uji pemadatan (standard Proctor) Uji DST (Direct Shear Test) Kuat Geser Tanah BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA 59 LAMPIRAN x

12 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Mineral-mineral lempung... 4 Gambar III.1. Batas-batas Atterberg Gambar IV.1. Satu set alat uji kadar air Gambar IV.2. Satu set alat uji berat jenis Gambar IV.3. Satu set alat uji Hydrometer Gambar IV.4. Satu set alat uji batas cair Gambar IV.5. Satu set alat uji batas plastis Gambar IV.6. Satu set alat uji batas susut tanah Gambar IV.7. Satu set alat uji standard Proctor Gambar IV.9. Bagan alir tahapan penelitian Gambar V.1. Hubungan antara kadar air dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl) Gambar V.2. Hubungan antara specific gravity (Gs) dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl)...43 Gambar V.3. Hubungan antara nilai batas cair dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl)...44 Gambar V.4. Hubungan antara nilai batas plastis dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl) Gambar V.5. Hubungan antara nilai batas susut dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl)...46 Gambar V.6. Hubungan antara nilai indeks plastis dengan persentase penambahan garam dapur (NaCl)...47 Gambar V.7. Hubungan antara persentase lolos saringan dengan diameter saringan...49 Gambar V.8. Hubungan kadar air dengan berat volume kering tanah asli dan campuran pada tanah lolos saringan No Gambar V.9. Hubungan kadar air dengan persentase penambahan NaCl xi

13 Gambar V.10. Hubungan berat volume maksimum dengan persentase penambahan NaCl...52 Gambar V.11. Hubungan nilai sudut gesek dengan persentase penambahan NaCl...54 Gambar V.12. Hubungan nilai kohesi dengan persentase penambahan NaCl...55 xii

14 DAFTAR TABEL Tabel III.1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah... 8 Tabel III.2. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah Tabel III.3. Ukuran-ukuran ayakan standar di Amerika Serikat Tabel III.4. Sistem Klasifikasi USCS Menggunakan LLR (Cassagrande, 1948) 13 Tabel III.5. Sistem Klasifikasi AASHTO Tabel III.6 Sistem Klasifikasi USCS Tabel III.7. Ukuran pemadatan Standard Proctor (ASTM D698) Tabel III.8. Ukuran Standard Proctor (ASTM D698 metode A) Tabel V.1. Hasil uji unsur kimia sampel tanah Tabel V.2. Hasil uji sifat fisis tanah asli Tabel V.3. Hasil uji sifat fisis tanah campuran Tabel V.4. Hasil uji gradasi butiran Tabel V.5. Hasil uji sifat fisis tanah asli dan campuran Tabel V.6. Hasil uji standard Proctor pada tanah asli dan campuran lolos saringan No Tabel V.7. Hasil uji DST ( Direct Shear Test) Tabel V.8. Hasil analisa tegangan geser dan tegangan normal xiii

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Pengujian Kadar Air Lampiran B Pengujian Berat Jenis Lampiran C Pengujian Batas-batas Atterberg Lampiran D Pengujian Analisa Saringan Lampiran E Pengujian Standard Proctor Lampiran F Pengujian DST Lampiran G Uji Pendahuluan xiv

16 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Official ASTM = American Society for Testing and Materials CH = Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi F = Persentase butiran lolos No.200 GI = Group Index (indeks kelompok) Gs = Spesific Grafity (Berat jenis) IP = Indeks Plastisitas (%) LL = Liquid Limit (batas cair) (%) MH = Lanau anorganic dengan plastisitas tinggi OH = Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi opt = Optimum PL = Plastic Limit (batas plastis) (%) SL = Shringkage Limit (batas susut) (%) USCS = Unified Soil Clasification System 1 = Volume tanah basah dalam cawan (cm 3 ) 2 = Volume tanah kering oven (cm 3 ) V = Volume cetakan (cm 3 ) w = Kadar air (%) W = Berat tanah basah di dalam cetakan (gram) W s W w = Berat kering tanah (gram) = Berat air dalam tanah (gram) γb = Berat isi basah (gr/cm 3 ) γd = Berat isi kering (gr/cm 3 ) = Berat volume butiran tanah (gr/cm 3 ) s = Berat volume air (gr/cm 3 ) w xv

17 PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG (Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen) ABSTRAKSI Berdasarkan hasil uji unsur kimia tanah yang dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik MIPA UGM Yogyakarta, tanah Sukodono memiliki kandungan unsur kimia tanah Al 2 O 3 =16,86%, CaO=0,92%, Fe 2 O 3 =10,81%, MgO=1,35%, dan SiO 2 =63,25%. Hasilpenelitian pendahuluan menunjukkanbahwa tanah di Sukodono, Sragen merupakan tanah lempung anorganik plastisitas tinggi, dengan nilai LL=85,73%, PL=24,69%, PI=61,04%.Dengan nilai PI=61,04% (lebih dari 17%) maka tanahsukodono, Sragenmemerlukan perbaikan tanah dengan cara stabilisasi tanah secara kimiawi menggunakan garam dapur (NaCl) dengan persentase penambahan NaCl 5%, 10%, 15%, 20% dan 25% dari berat sampel. Pengujian yang dilakukan berupa uji sifat fisis dan sifat mekanis tanah asli dan tanah campuran. Hasil uji sifat fisis tanah asli dan campuran didapatkan nilai kadar air, batas plastis, batas susut mengalami kenaikan sedangkan berat jenis (specific grafity), batas cair, indeks plastis dan persen lolos saringan No.200 mengalami penurunan. Klasifikasimenurut sistem USCS tanah dengancampuran NaCl 0%, 5%, 10% dan 15%ttermasuk kelompok CH dan campuran NaCl 20% dan 25% termasuk kelompok MH. Klasifikasimenurut sistem AASHTO tanahdengan campuran NaCl 0% dan 5% termasuk kelompok A-7-6 dan campuran NaCl 10%, 15%, 20% dan 25% termasuk kelompok A-7-5. Hasil uji sifat mekanis dari uji standart Proctor tanah campuran NaCl 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% mengalami kenaikan nilai berat volume dan penurunan kadar air optimum. Nilai berat volume maksimum sebesar 1,45 gr/cm 3 dan kadar air optimum terendah sebesar 23% pada penambahan NaCl 20%.Nilaitegangangesekterbesarterdapatpadatanahaslidengannilai 0,212 kg/cm 2 sedangkanpadanilaitegangangesekterendahterdapatpadatanahcampurandenganpe nambahannacl 20 % sebesar 0,159 kg/cm 2. Kata kunci :tanah lempung, garam dapur (NaCl), stabilisasi, tegangan gesek xvi

18 PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG (Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen) Abstract Based on the results of soil chemistry tests conducted in the Laboratory of Analytical Chemistry MIPA UGM Yogyakarta, Sukodono land has chemical element of soil Al2O3 = 16,86%, CaO = 0,92%, Fe2O3 = 10,81%, MgO = 1,35%, And SiO2 = 63.25%. The result of preliminary study shows that the soil in Sukodono, Sragen is high plastic inorganic clay, with LL value = 85,73%, PL = 24,69%, PI = 61,04%. With PI value = 61,04% (more From 17%) then Sukodono land, Sragen needs land improvement by chemical soil stabilization using salt (NaCl) with percentage of NaCl 5%, 10%, 15%, 20% and 25% from sample weight. Tests conducted in the form of test the physical properties and mechanical properties of the original soil and mixed soil. Physical properties of soil and mixed soil were found to be water content, plastic limit, shrinkage limit increased while specific gravity, liquid limit, plastic index and percent pass filter No.200 decreased. Classification according to the soil USCS system with a mixture of NaCl 0%, 5%, 10% and 15% t including CH and mixed NaCl 20% and 25% including MH group. Classification according to the AASHTO system of soil with a mixture of 0% NaCl and 5% including groups A-7-6 and 10%, 15%, 20% and 25% NaCl mixes including groups A-7-5. Result of test of mechanical properties from standard test Proctor soil mixture of NaCl 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% increased volume weight value and decreasing of optimum water content. The maximum weight value of the volume is 1.45 gr / cm3 and the lowest optimum moisture content is 23% in the addition of NaCl 20%. The greatest frictional stress value is found on the original soil with the value of kg / cm2 while at the lowest frictional value is found in mixed soil with Addition of 20% NaCl of kg / cm2. Keywords: clay soil, salt (NaCl), stabilization, frictional stress xvii