STUDI PENENTUAN DESAIN CAMPURAN MATERIAL RINGAN DENGAN MORTAR BUSA PADA OPRIT JEMBATAN

Transkripsi

1 STUDI PENENTUAN DESAIN CAMPURAN MATERIAL RINGAN DENGAN MORTAR BUSA PADA OPRIT JEMBATAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III Disusun Oleh : SAMSUHADI NIM : YOPIANUS YOPI. NIM : PROGRAM DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK SIPIL UMUM POLITEKNIK NEGERI BANDUNG KERJASAMA DENGAN PUSDIKLAT - BALAI PSDM WILAYAH I BANDUNG KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM TAHUN 2013

2 LEMBAR PENGESAHAN STITDI PEI\TENTIUAI\I DESAIN CAIVIPT]RAN MATERHL RINGAN I}ENGAN MORTAR BUSA PADA OPRIT JEMBATAI{ Oleh: NAMA : NIM : SAMSUIIADI {t09 NAIIA : YOPIAIIU-S YOPI NIM : Telah dilaksanakan Sidang Tugas Akhir Pada Tanggal : 08 Juli 2013 Menyetujui: ry Dosen Pembimbing POLBAN, Dosen Pembimbing PU; Ir. Geni Fimtiadhim" MT Ir, RudvFebriianto. MT MP V2 NIP ,

3 I LEMBAR PENGESAHAN STI]DI PEI\ENTUAIY DESAIN CAMPTIRAN MATERIAL RINGAN DENGAN MORTAR BUSA PADA OPRIT JEMBATAIY OIeh: NAMA : SAMSUIIADI lttlm : {D9 NAMA IYIM YOPIAI\ruS YOPI Telah dilaksanakan Seminar Tugas Alfiir Pada Tanggal : 08 Juli 2013 DorenPenguji POLBAN, Dosen Penguji PU, II. Geni X'inliadhim. MX NIP t O02 In Rudy Sebriianto, MT NIP I 004 DosenPenguji POLBAIf n l-\" Ir. Agus Suvono. MT NrP I 001 Dosen MPenguji PU, Retlo Setiatl ST..rlIT NIP ll

4 ABSTRACT The problems of soft land to the stability of oprit construction has an impact impeding the function of road accessibility because it undergoes a lowering in relatively-long time, to achieve the stability level of the both lowering and disrepair in congeries can take time up to tens years and when the congeries exceed its criticol height then it will undergo a disrepair/disappear. The excessive congeries load in the bridge oprit can result in the pushed bridge foundation and also the pushed bridge girder or the lifted-up bridge foundation arottnd as a result of leveraging force. The congeries built on the soft land will deal with the problems of stability and large lowering, this is because o.f the soft land has low shift.force and high compressibility. T'he soft land can be de.fined as the land with undrained (Cu) shift force less than 0.40 kg/cm 2. The method qf land work solution that has heen accepted and applied in Indonesia Material Replacement, Counterweight Berms or Pressuring Berms, Loqd Surcharging, Staged Construction, and the use of Light Weight Material. The Light Weight Material (a mixture of : sand +.foaming agent + cement + water) is one selected alternative in the final task writing, with the light content weight, t/m 3, will reduce the soft base land tension, retlucing the magnitude of lowering and because it is rigid then it resembles concrete. The sand used os lhe mixture for foam mortar is the sand from Cimalaka, Sumedang Regency, West Java, which has specific weight as 2.68, specific weight of SSD as 2.73, pseudo-specfic weight as 2.83 as well as water absorption as 1.98%. In the implementation of laboratory it has been carried out with two design criteria: for layer I (lower layer) with planed pressuring force 800 Kpa and density 600 kg/m 3, while for layer 2 (upper layer) with planed pressuring force 2000 Kpa and density 800 kg/m 3. From the data of the test result.for achieving the design target of 800 Kpa it has been obtained the ratio of cement to sand is 55% : 45% with the factor of cement water 0.5 and foam 2.5 times cement volume and has pressuring force 745 Kpa as well as density 0.6 t/ m 3, whereas for achieving the design target of 2000 Kpa it has been obtained the ratio of cement to sand is 60% : 40% with the.factor of cement water 0.45 and foam 2 times cement volume and has pressuring force 1899 Kpa as well as density t/m3, the ratio is that of each material weight.

5 A STADY OF THE DETERMINATION FOR THE MIXTURE DESIGN OF LIGHT WEIGHT MATERIAL AND FOAM MORTAR IN THE BRIDGE OPRIT

6 ABSTRAK Permasalahan tanah lunak/lembek terhadap stabilitas konstruksi oprit berdampak menghambat fungsi aksessibilitas jalan karena mengalami penurunan dalam waktu yang relatif lama, untuk mencapai tingkat stabilitas penurunan maupun keruntuhan pada timbunan dapat memakan waktu sampai puluhan tahun dan bila timbunan melebihi tinggi kritisnya maka akan mengalami keruntuhan/amblas. Beban timbunan berlebih pada oprit jembatan dapat mengakibatkan terdorongnya pondasi jembatan dan juga terdorongnya gelagar jembatan atau terangkatnya bangunan disekitarnya akibat gaya ungkitan. Timbunan yang dibangun diatas tanah lunak akan menghadapi masalah stabilitas dan penurunan yang besar, hal ini diakibatkan tanah lunak mempunyai kuat geser yang rendah dan kompresibilitas yang tinggi. Tanah lunak dapat didefinisikan sebagai tanah dengan kuat geser undrained (Cu) kurang dari 0,40 kg/cm 2. metode solusi pekerjaan tanah yang telah diterima dan diterapkan di Indonesia yaitu Penggantian material (Replacement), Berem pratibobot (Counterweight Berms) atau berem tekan, Penambahan Beban (Surcharging), Konstruksi Bertahap (Staged Construction), dan Penggunaan Material Ringan (Light Weight Material). Material ringan (campuran antara: pasir + foaming agent + semen + air) merupakan salah satu alternatif terpilih dalam penulisan tugas akhir, dengan berat isi yang ringan yaitu t/m 3 akan mengurangi tegangan tanah dasar yang lunak, mengurangi besarnya penururnan dan karena bersifat kaku menyerupai beton. Pasir yang digunakan sebagai campuran untuk mortar busa adalah pasir dari Cimalaka Kabupaten Sumedang Jawa Barat, yang mana mempunyai berat jenis sebesar 2,68 berat jenis SSD sebesar 2,73 berat jenis semu 2,83 serta penyerapan air sebesar 1,98 %. Dalam pelaksanaan laboratorium dilakukan dengan dua kriteria desain yaitu untuk lapis 1 (lapis bawah) dengan kuat tekan rencana 800 Kpa dan densitas 600 kg/m3 sedangkan untuk lapis 2 (lapis atas) dengan kuat tekan rencana 2000 Kpa dan densitas 800 kg/m3. Dari data hasil pengjian untuk mencapai target desain kekuatan 800 Kpa didapat perbandingan antara semen : pasir adalah 55% : 45% dengan faktor air semen 0,5 serta foam 2,5 kali volume semen dan mempunyai kuat tekan 745 Kpa serta densitas sebesar 0,6 t/m sedangkan untuk mencapai target desain kekuatan 2000 Kpa didapatkan perbandingan antara semen : pasir adalah 60% : 40% dengan faktor air semen 0,45 serta foam 2 kali volume semen dan mempunyai kuat tekan 1899 Kpa serta densitas sebesar 0,843 t/m perbandingan tersebut adalah perbandingan terhadap berat masing-masing bahan. iv

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, atas selesainya pembuatan Tugas Akhir ini dengan judul Studi Penentuan Desain Campuran Material Ringan Dengan Mortar Busa Pada Oprit Jembatan. Adapun penulisan Tugas Akhir ini merupakan syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada program studi Teknik Sipil Umum di Politeknik Negeri Bandung. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar besarnya kepada : 1. Bapak Erwin Agus, Ir. MM, selaku Kepala Balai Pengembangan SDM Wilayah I Bandung. 2. Bapak Ir. Mei Sutrisno, MSc, Ph.D selaku Direktur Politeknik Negeri Bandung. 3. Bapak Ir. Taufik Hamzah, MSA, MBA selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung. 4. Bapak Ir. Mochamad Duddy Studyana, MT selaku Kepala Satuan Tugas Politeknik Negeri Bandung Kerjasama Kementerian Pekerjaan Umum. 5. Bapak Syahril, Dr, BSCE, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir Politeknik Negeri Bandung Kerjasama Kementerian Pekerjaan Umum. 6. Bapak Ir. Geni Firuliadhim,MT, selaku Dosen Pembimbing dari Politeknik Negeri Bandung. 7. Bapak Ir. Rudy Febrijanto,MT, selaku Dosen Pembimbing dari Kementerian Pekerjaan Umum. 8. Bapak Ir. Agus Suyono,MT, selaku Dosen Penguji dari Politeknik Negeri Bandung. 9. Ibu Retno Setiati,ST.,MT, selaku Dosen Penguji dari Kementerian Pekerjaan Umum. 10. Bapak Yudi Hardiana ST., MT, Bapak Amad Jaenudin S.ST, serta yang lainnya yang tidak dapat kami sebutkan satu-persatu secara tertulis, yang v

8 telah memberi bimbingan dan bantuannya selama pelaksanaan laboratorium di Laboratorium Pengujian Balai Geoteknik Jalan. 11. Rekan rekan Diploma III seangkatan Tahun 2010 yang telah memberikan bantuan berupa dukungan dan semangat serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu secara tertulis yang telah membantu terlaksananya penyusunan Proposal Tugas Akhir ini. Kami menyadari bahwa dalam penulisan masih memiliki kekurangan dalam penyajiannya, untuk itu kami membutuhkan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan tulisan ini. Penutup kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat khususnya bagi kami dan bagi pihak yang membutuhkannya. Bandung, Juli 2013 Penulis vi

9 DAFTAR ISI JUDUL... PENGESAHAN.. ABSTRAK. KATA PNGANTAR. DAFTAR ISI. DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN.. Halaman i ii iv v vii x xi xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tujuan Ruang Lingkup Sistematika Penulisan I-1 I-3 I-3 I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Timbunan Ringan Dengan Mortar Busa Kriteria Material Timbunan Ringan Dengan Mortar Busa Kriteria Desain Timbunan Ringan Dengan Mortar Busa Untuk Bangunan Jalan Jalan Jembatan Timbunan Jalan Pendekat Jembatan (Oprit) Permasalahan Pada Oprit Jembatan Tanah Lunak Masalah Penurunan... II-1 II-3 II-3 II-4 II-5 II-5 II-6 II-7 II-8 vii

10 2.10. Hipotesa..... II-9 BAB III METODOLOGI 3.1. Metoda Penyusunan Tugas Akhir Studi Literatur Persiapan Bahan Persiapan Alat Pelaksanaan Laboratorium Evaluasi... III-1 III-2 III-2 III-4 III-5 III-7 BAB IV PERENCANAAN DAN PENGUJIAN 4.1. Pengujian Material Pasir Pengujian Gradasi Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Air Agregat Halus Pengujian Kadar Air Desain Rancangan Campuran (Desain Mix Formula) Perhitungan Desain Campuran Pembuatan Busa (Foam) Pembuatan Campuran Mortar Pencampuran Mortar Dengan Busa Pengujian Berat Jenis Basah dan Flow Mortar Busa Pembuatan Benda Uji Perawatan Benda Uji (Curing) Pengujian Benda Uji Pengujian Berat Isi (Density) dan Kuat Tekan Bebas (UCS) Pengujian Kadar Air Pengujian Sifat Tahan Lekang (Slake Durability)... IV-1 IV-1 IV-2 IV-3 IV-3 IV-3 IV-5 IV-8 IV-9 IV-9 IV-10 IV-13 IV-14 IV-14 IV-17 IV-19 viii

11 4.3.4 Hasil Pengujian Benda Uji dan Analisa Pola Retak... IV-23 IV-30 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran.. V-1 V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Kriteria Desain Mortar Busa Untuk Bangunan Jalan Tabel 2.2 Beban Lalu Lintas Tabel 3.1 Persyaratan Gradasi Pasir Untuk Mortar Busa... Tabel 3.2 Persyaratan Gradasi Pasir Lolos Saringan No. 10 Untuk Mortar Busa... Tabel 4.1 Hasil Pengujian Gradasi Pasir Cimalaka Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Pasir Cimalaka.. Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas dan Berat Isi Untuk Kuat Tekan Rencana 800 Kpa... Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas dan Berat Isi Untuk Kuat Tekan Rencana 2000 Kpa... II-4 II-6 III-3 III-3 IV-1 IV-3 IV-23 IV-27 x

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Kasus Penurunan dan Keruntuhan Pada Oprit Jembatan Gambar 2.1 Proses Terjadinya Busa (Foam) Gambar 3.1 Bagan Alir Pelaksanaan Tugas Akhir Gambar 3.2 Bagan Alir Pelaksanaan Laboratorium..... Gambar 4.1 Grafik Gradasi Pasir Cimalaka Gambar 4.2 Ruang Udara Yang Terbentuk Oleh Busa (Foam)..... Gambar 4.3 Proses Pencampuran Foaming Agent dengan Air... Gambar 4.4 Menghubungkan Kompessor dengan Foam Generator.... Gambar 4.5 Memasukkan Campuran Air dengan Foaming Agent Kedalam Foam Generator... Gambar 4.6 Proses Pengujian Berat Isi Busa (Foam) Gambar 4.7 Proses Pembuatan Mortar Gambar 4.8 Proses Pencampuran Busa (Foam) dengan Mortar Semen... Gambar 4.9 Flow Cone Gambar 4.10 Proses Pengujian Berat Isi Basah dan Flow.... Gambar 4.11 Proses Persiapan Cetakan Silinder Gambar 4.12 Proses Memasukkan Material Mortar Busa Kedalam Cetakan... Gambar 4.13 Memasang Label Pada Tiap Cetakan Gambar 4.14 Benda Uji Dikeping Gambar 4.15 Perawatan Benda Uji Gambar 4.16 Menimbang Benda Uji Gambar 4.17 Persiapan Peralatan Uji UCS... Gambar 4.18 Meletakan Benda Uji Secara Sentris.... Gambar 4.19 Keruntuhan Benda Uji Gambar 4.20 Persiapan Peralatan Uji Kadar Air I-1 II-2 III-1 III-6 IV-2 IV-5 IV-6 IV-6 IV-7 IV-7 IV-8 IV-9 IV-9 IV-10 IV-11 IV-11 IV-12 IV-12 IV-13 IV-14 IV-15 IV-16 IV-16 IV-17 xi

14 Gambar 4.21 Sampel Benda Uji di Dalam Cawan.... Gambar 4.22 Menimbang Sampel Benda Uji Gambar 4.23 Memasukan Benda Uji Kedalam Oven... Gambar 4.24 Persiapan Peralatan Pengujian Slake Durbility... Gambar 4.25 Contoh Benda Uji Slake Durability Gambar 4.26 Benda Uji Slake Durability yang Dioven Gambar 4.27 Benda Uji Slake Durability yang Ditimbang Gambar 4.28 Benda Uji Slake Durability Didalam Bak Air... Gambar 4.29 Grafik Hubungan Antara Umur Pemeraman Terhadap Nilai Kuat Tekan Bebas untuk Kuat Tekan Rencana 800 KPa... Gambar 4.30 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 3 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 800 KPa... Gambar 4.31 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 7 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 800 KPa... Gambar 4.32 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 14 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 800 KPa... Gambar 4.33 Grafik Hubungan Antara Umur Pemeraman Terhadap Nilai Kuat Tekan Bebas untuk Kuat Tekan Rencana 2000 KPa... Gambar 4.34 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 3 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 2000 KPa... Gambar 4.35 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 7 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 2000 KPa... Gambar 4.36 Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Umur 14 Hari untuk Kuat Tekan Rencana 2000 KPa... Gambar 4.37 Mekanisme Retak dan Pecahnya Benda Uji Gambar 4.38 Bentuk Pola Retak Gambar 4.39 Penyimpangan Pola Retak IV-18 IV-18 IV-19 IV-20 IV-20 IV-21 IV-21 IV-22 IV-24 IV-24 IV-25 IV-25 IV-28 IV-28 IV-29 IV-29 IV-31 IV-31 IV-32 xii

15 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 Administrasi LAMPIRAN 2 Data Hasil Pengujian a. Data Hasil Pengujian Gradasi Pasir b. Data Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregate Halus c. Data Hasil Pengujian Kadar Air Agregat d. Data Perhitungan Komposisi Desain Campuran, Berat Isi Busa (Foam), Berat Isi Basah dan Nilai Flow e. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas (UCS) dan Berat Isi f. Data Hasil Pengujian Sifat Tahan Lekang (Slake Durability) LAMPIRAN 3 Standar Pengujian a. SNI Cara Uji Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus b. SNI Cara Uji Penentuan Kadar Air Untuk Tanah dan Batuan c. SNI Metode Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Kohesif d. SNI Metode Pengujian Sifat Tahan Lekang Batu xiii

16 TUGAS AKHIR D-III TSU POLBAN-KEMENTERIAN PU ANGKATAN 2010 DAFTAR PUSTAKA Kementerian Pekerjaan Umum : Pedoman perencanaan desain campuran material ringan dengan mortar busa untuk konstruksi jalan. M. Eddie Sunaryo : Penanganan Timbunan Oprit Jembatan Yang Mengalami Penurunan Berlebih Menggunakan Material Ringan. Puslitbang Jalan dan Jembatan, Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum, Puslitbang Jalan dan Jembatan : Pengujian desain campuran material ringan mortar busa Kab Berau Provinsi Kalimantan Timur. Departemen Permukiman dan Prasaran Wilayah (Pd T ): Perencanaan Timbunan Jalan Pendekat Jembatan Tugas Akhir Amad Djainudin, Perancangan Timbunan Badan Jalan pada Oprit Jembatan Kedaton dengan Material Ringan, Ruas Jalan Cirebon Indramayu KM Provinsi Jawa Barat, Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 SAMSUHADI (NIM : ) DAN YOPIANUS. Y (NIM : ), STUDI PENENTUAN DESAIN CAMPURAN MATERIAL RINGAN...