EFEKTIFITAS GIPSUM SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP NILAI PENURUNAN KONSOLIDASI SUBGRADE JALAN SUKODONO SRAGEN. Tugas Akhir

Transkripsi

1 EFEKTIFITAS GIPSUM SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP NILAI PENURUNAN KONSOLIDASI SUBGRADE JALAN SUKODONO SRAGEN Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Disusun oleh: Rizekika Arny Wijayanti NIM: D PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017 i

2

3

4 MOTTO Tuntutlah ilmu dan belajarlah (untuk ilmu) ketenangan dan kehormatan diri, dan bersikaplah rendah hati kepada orang yang mengajar kamu (HR.Ath Thabrani) Apabila kamu sudah memutuskan menekuni suatu bidang, jadilah orang yang konsisten. Itu adalah kunci keberhasilan yang sebenarnya. (BJ.Habibie) Hidup ini seperti sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak (Albert Einstein) Persahabatan adalah hal tersulit untuk dijelaskan di dunia ini. Dan, itu bukan soal yang Anda pelajari di sekolah. Tetapi bila Anda tidak pernah belajar makna persahabatan, Anda benarbenar tidak belajar apapun. (Muhammad Ali) iv

5 PERSEMBAHAN Sebagai wujud rasa syukur kepada Allah SWT dan terimakasih atas segala Rahmat-Nya yang telah Ia berikan, akan kupersembahkan karya sederhana ini dengan tulus kepada: 1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-nya, serta untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk, serta untuk anugerah terindah-nya 2. Bapak, Ibu dan kakakku terimakasih tiada terhingga atas doa, kasih sayang, perjuangan, dan pengorbanan yang telah diberikan sehingga bisa sampai pada di titik ini. Hanya ucapan terimakasih yang bisa kuberikan semoga ini bisa membuat kalian bangga dan bahagia. 3. Keluarga besarku yang tidak bisa disebutkan satu persatu terimakasih atas semua bantuan dan dukungannya. 4. Untuk Sekso Utomo terima kasih atas dukungannya selama ini yang dengan sabar menyemangatiku dari awal sampai selesai skripsi ini. 5. Sahabat praktikumku Kiki dan Ulta terima kasih atas bantuan, semangat, doa dan waktunya yang telah kalian berikan. Tak lupa juga Putri dan Ratih teman satu pembimbingku yang berjuang sama-sama dari awal hingga sampai sekarang 6. Untuk sahabatku 4 Basodara Aminah, Arum, Riska dan Irvan terima kasih yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan doanya 7. Elkimayri sahabat tercintaku terima kasih kalian yang selalu mendukungku dari belakang 8. Teman-teman Sipil 2013 yang selalu memberikanku motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini, semoga keakraban kita tetap terjaga. v

6 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 hidayat-nya, sehingga penyususn dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul EFEKTIFITAS GIPSUM SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PENURUNAN KONSOLIDASI SUBGRADE JALAN SUKODONO SRAGEN Penyusun menyadari bahwa sekalipun telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyusun Tugas Akhir ini, akan tetapi masih banyak kelemahan dan kekurangan. Penyusun Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan kerjasama dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini pula dengan penuh kerendahan hati, ketulusan dan rasa hutang budi. Penyusun ucapkan banyak terimakasih yang tidak terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini, tidak lupa penyusun ucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-nya, serta untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk, serta untuk anugerah terindah-nya. 2. Bapak Sri Sunarjono, MT. PhD selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta 3. Bapak Mochamad Solikin, ST, MT, PhD selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta 4. Ibu Qunik Wiqoyah, S.T., M.T, selaku Dosen pembimbing yang sedemikian tulus dan ikhlas telah memberikan bimbingan, saran-saran yang bermanfaat dan arahan seta petunjuk kepada penyusun dengan penuh kesabaran dalam penyusunan Tugas Akhir ini vi

7 5. Bapak Agus Susanto, S.T., M.T dan Bapak Anto Budi Listyawan, ST, MSc selaku dosen penguji yang banyak menyumbangkan kritik dan saran yang sangat membangun. 6. Ibu Qunik Wiqoyah, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah membantu dan memberikan pengarahan-pengarahan yang berharga selama masa studi di Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang bermanfaat kepada penyusun selama ini. 8. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini. 9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungannya. 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, September 2017 Penyusun vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iii PRAKATA... iv MOTTO... vi PERSEMBAHAN... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xv ABSTRAKSI... xvii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah... 5 B. Tanah Lempung... 6 C. Stabilisasi... 6 D. Gipsum... 7 E. Tinjauan Penelitian Sejenis... 8 viii

9 BAB III LANDASAN TEORI A. Sifat-sifat Fisis Tanah Berat jenis tanah (specific gravity) Kadar air Batas-batas Atterberg a. Batas cair (Liquid Limit) b. Batas plastis (Plastic Limit) c. Batas susut (Shringkage Limit) d. Indeks plastisitas (Plasticity Indexs) Analisa ukuran butiran a. Analisa hydrometer b. Analisa saringan Klasifikasi tanah a. Unified Soil Classification System (USCS) b. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) B. Sifat-sifat Mekanis Tanah Uji Pemadatan (standard Proctor) Penurunan konsolidasi 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 Limit) ix

10 2. Uji sifat mekanis tanah a. Uji pemadatan (standard Proctor) b. Uji penurunan konsolidasi D. Tahapan Penelitian E. Pelaksanaan penelitian Uji sifat fisis tanah a). Uji kadar air (water content analysis) b). Uji berat jenis tanah (specific gravity analysis) c). Gradasi ukuran butiran tanah (grain size analysis) d). Pengujian batas-batas Atterberg Uji sifat mekanis tanah a). Uji pemadatan b). Pengujian konsolidasi BAB V ANALISIS HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Pendahuluan B. Uji Sifat Fisis tanah Asli dan Tanah Campuran Berat Jenis Uji Tanah Asli Uji Sifat Fisis Tanah Campuran dengan Penambahan Gipsum C. Uji Sifat Mekanis Uji Pemadatan Uji Konsolidasi BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar III.1. Batas-batas Atterberg Gambar III.2. Penempatan sampel pada uji konsolidasi Gambar III.3. Sifat khusus grafik hubungan penurunan terhadap waktu Gambar III.4. Indeks pemampatan Cc Gambar III.5. Metode kecocokan log-waktu Gambar III.6. Hubungan Penurunan dengan akar waktu 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. Saringan dan mesin penggetar Gambar IV.5. Satu set alat uji batas cair Gambar IV.6. Satu set alat uji batas plastis Gambar IV.7. Satu set alat uji batas susut Gambar IV.8. Satu set alat uji pemadatan (Standard Proctor) Gambar IV.9. Satu set alat uji Konsolidasi Gambar IV.10. Bagan alir tahapan penelitian Gambar V.1. Grafik hubungan antara specific grafity dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.2. Grafik hubungan kadar air dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.3. Grafik hubungan antara batas cair (LL) dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.4. Grafik hubungan antara batas plastis (PL) dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.5. Grafik Grafik hubungan antara nilai batas susut (SL) dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.6. Grafik Grafik hubungan antara indeks plastisitas (PI) dengan persentase penambahan gipsum xi

12 Gambar V.7. Grafik hubungan antara persentase lolos saringan dengan diameter saringan Gambar V.8. Grafik hubungan antara nilai kadar air optimum (%) dan berat volume kering maksimum (gr/cm 3 ) tanah asli dan campuran gipsum Gambar V.9. Grafik hubungan antara berat volume kering maksimum dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.10. Grafik hubungan antara kadar air optimum dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.11. Grafik hubungan antara coefficient of consolidation dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.12. Grafik hubungan antara compression indeks dengan persentase penambahan gipsum Gambar V.13. Grafik hubungan antara setleement of consolidation dengan persentase penambahan gipsum xii

13 DAFTAR TABEL Tabel III.1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah... 9 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 Tabel III.5. Sistem klasifikasi USCS menggunakan LLR Tabel III.6. Sistem klasifikasi AASHTO 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 tanah lempung Sukodono Sragen Tabel V.2. Hasil uji unsur kimia gypsum Tabel V.3. Hasil uji sifat fisis tanah asli Tabel V.4. Hasil uji sifat fisis tanah campuran Tabel V.5. Hasil uji gradasi butiran tanah asli dan tanah campuran Tabel V.6. Hasil uji pemadatan tanah asli dan campuran gipsum Tabel V.7. Hasil uji konsolidasi pada tanah asli dan tanah campuran dengan gipsum, xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Lampiran V Lampiran VI Pengujian Kadar Air Pengujian Berat Jenis Pengujian Batas-batas Atterberg Pengujian Analisa Saringan Pengujian Standard Proctor Pengujian Konsolidasi xiv

15 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 = Specific Grafity (Berat Jenis) IP = Indeks Plastisitas (%) LL = Liquid Limit (batas cair) (%) MH = Lanau anorganik 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 Classification System v1 = Volume tanah basah dalam cawan (cm 3 ) v2 = Volume tanah kering oven (cm 3 ) V = Volume cetakan (cm 3 ) w = Kadar air (%) Ws Ww = Berat kering tanah (gram) = Berat air dalam tanah (gram) γb = Berat isi basah (gr/cm 3 ) γd = Berat isi kering (gr/cm 3 ) γs = Berat volume butiran tanah (gr/cm 3 ) γw = Berat volume air (gr/cm 3 ) Cc = Compression Index e1 e2 P = Awal pengujian/pembebanan = Angka pori pada saat akhir pengujian = Nilai tekanan yang bersesuaian dengan nilai e tersebut xv

16 Cv = Coefficient of consolidation H = Tinggi contoh tanah t50 = Waktu terjadinya konsolidasi 50% t90 = waktu terjadinya konsolidasi 90% Sc = Penurunan konsolidasi e1 P1 P2 = Angka pori pada awal pengujian = Tegangan efektif awal = Tegangan efektif akhir xvi

17 EFEKTIFITAS GIPSUM SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP NILAI PENURUNAN KONSOLIDASI SUBGRADE JALAN SUKODONO SRAGEN ABSTRAKSI Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Prasetyo (2016) tanah Sukodono Sragen memiliki nilai PI = 61,04% yang termasuk tanah lempung plastisitas tinggi, maka perlu dilakukan perbaikan tanah. Tujuan perbaikan tanah ini untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis tanah agar dapat digunakan untuk konstruki bangunan atau perkerasan jalan. Perbaikan yang dilakukan dengan cara stabilisasi kimiawi menggunakan gipsum dengan persentase 0%, 2,5%, 5%, 7,5% dan 10% dari berat sampel. Metode pengujiannya meliputi uji sifat fisis dan sifat mekanis tanah asli dan tanah campuran. Hasil uji sifat fisis tanah asli dan tanah campuran semakin bertambahnya persentase gipsum nilai kadar air, batas cair, batas susut, indeks plastisitas dan lolos saringan 200 mengalami penurunan sedangkan nilai specific gravity, dan batas plastis mengalami kenaikan. Klasifikasi menurut AASHTO tanah lempung dengan persentase gipsum 0%, 2,5%, 5%, 7,5% dan 10% termasuk dalam kelompok A-7-6, sedangkan menurut USCS termasuk dalam kelompok CH. Hasil uji sifat mekanis Standard Proctor tanah asli dan tanah campuran didapatkan nilai berat volume kering maksimum mengalami kenaikan sedangkan nilai kadar air optimum mengalami penurunan. Nilai berat volume kering maksimum sebesar 1,324 gr/cm 3 dan kadar air optimum terendah sebesar 23,5% pada tanah campuran persentase 10%. Hasil uji konsolidasi menunjukkan bahwa semakin bertambahnya persentase gipsum nilai koefisien konsolidasi (Cv) mengalami kenaikan sedangkan nilai indeks pemampatan (Cc) dan penurunan konsolidasi (Sc) mengalami penurunan. Nilai Cv tertinggi sebesar 0,0170 cm 2 /dtk, nilai Cc terendah sebesar 0,165 dan nilai Sc terendah sebesar 0,0658 cm didapatkan pada tanah campuran gipsum 10%. Kata kunci : gipsum, konsolidasi, stabilisasi, tanah lempung xvii

18 EFFECTIVENESS OF GYPSUM AS MATERIAL OF STABILIZATION ON VALUE DECREASE THE SUBGRADE ROAD TO CONSOLIDATED SUKODONO OF SRAGEN ABSTRACT Based on the results of previous studies conducted by Prasetyo(2016) land Sukodono Sragen has a value of PI = 61.04%, which included a high plasticity clay soils, it is necessary to repair the ground. The purpose improvement of the soil is improving of soil physically and mechanic as properties to use for contruct of building or pavement. Improvements made by means of chemical stabilization using gypsum with a percentage of 0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10% of the weight of the sample. The test methods include testing the physical properties and mechanical properties of native soil and soil mix. The result of the physical properties of the native land and the increasing percentage of ground gypsum mixture water content, liquid limit, shrinkage limit, plasticity index and sieve 200 declined while the value of specific gravity and the plastic limit increase. Classification according to AASHTO clay with gypsum percentage of 0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10% belongs to a group of A-7-6, while according to the USCS included in the group CH. The test results of mechanical properties Standard Proctor native soil and soil mix dry volume weight obtained maximum value increased while the value of the optimum moisture content decreased. The value of weight dry volume to a maximum of g / cm3 and the lowest optimum moisture content of 23.5% in the soil mix percentage of 10%. The test results showed that the increasing consolidation of the gypsum percentage consolidation coefficient (Cv) increased while the value of compression index (Cc) and a decrease of consolidated (Sc) decreased. The highest Cv value of cm2 / sec, Cc values as low as and the lowest value of cm Sc obtained at 10% ground gypsum mixture. Keywords: gypsum, consolidation, stabilization, clay xviii