STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR

Transkripsi

1 STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Disusun oleh: IMAM MALIKHI NIM: D PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 MOTTO Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orangorang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha mengetahui apa yang kamu kerjakan (Al-Mujadillah:11) Menuntut ilmu wajib atas tiap muslim (baik muslimin maupun muslimah). (HR. Ibnu Majah) Tuntutlah ilmu dan belajarlah (untuk ilmu) ketenangan dan kehormatan diri, dan bersikaplah rendah hati kepada orang yang mengajar kamu. (HR. Ath-Thabrani) Barangsiapa yang menempuh jalan untuk mencari ilmu, niscaya Allah memudahkannya jalan menuju surga (HR. Tirmidzi) Iklhas adalah sumber kebahagian Kegagalan itu cara Allah mengatakan BERSABARLAH AKU memiliki sesuatu yang lebih baik Untukmu Ilmu tidak akan didapatkan dengan bermalas-malasan v

6 PRAKATA Assalaamualaikuum Wr. Wb Alhamdulillaah. Puji syukur atas rahmat dan karunia Allah SWT sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini untuk mencapai derajat sarjana S-1 di Universitas Muhammadiyah Surakarta. Tak lupa penulis sampaikan ucapan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah berjasa atas selesainya Tugas Akhir ini, antara lain: 1. Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Mochamad Solikin, Ph.D sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Kepada dosen-dosen pembimbing TA bapak Agus Susanto, ST., MT, bapak Anto Budi Listyawan, ST., M.Sc., dan Ibu Ir. Renaningsih, M.T., yang selama ini meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini. Semoga amal bapak ibu menjadi amal jariyyah. Aamiin. 4. Kedua Orang tua saya, yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik, mendo akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anak-anaknya. 5. Kakak dan adik saya yang selalu memberikan motivasi. 6. Seluruh keluarga besar saya, terima kasih atas dukungan yang telah diberikan. 7. Seluruh dosen Prodi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 8. Para sahabat ADEELE (Aian, Dessy, Eno, Eko, Lana, Erwin), Sahabat SRS (Solekan, Rasuma, Slamet), sahabat PARRAH (Pendi, Aziz, Rafi, Rossi, Azar, Hakiki), BPR (Banteng, Permadi, Rondi), Niat, Davit, Anas, semua penghuni Kost Kedai (Anto, Bejo, dll), Kost Green, dan seluruh teman-teman Teknik Sipil 2012, terimakasih atas dukungan dan bantuan kalian. Penyusun menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin. Wassalamu alaikum Wr. Wb. vi

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL.... i LEMBAR PENGESAHAN..... ii HALAMAN PERSETUJUAN. iii LEMBAR PERNYATAAN.... iv HALAMAN MOTTO..... v PRAKATA DAFTAR ISI.. vi vii DAFTAR GAMBAR..... ix DAFTAR TABEL.... xii DAFTAR LAMPIRAN.. xiii DAFTAR NOTASI xiv ABSTRAKSI xv BAB I. PENDAHULUAN. 1 A. Latar Belakang Masalah. 1 B. Rumusan Masalah. 2 C. Tujuan Dan Manfaat Penelitian. 2 D. Batasan Masalah. 3 E. Keaslian Penelitian. 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA. 5 A. Tanah Lempung Lunak. 5 B. Stabilisasi Tanah... 5 C. Kekuatan Geser Tanah.. 6 D. Pasir... 6 E. Kapur F. Drainase Vertikal G. Tinjauan Penelitian Sejenis.. 8 BAB III. LANDASAN TEORI.. 10 A. Sifat sifat Tanah vii

8 1. Sifat Fisis Tanah a. Atterberg Limits.. 10 b. Berat Jenis Sifat Teknis Tanah a. Kuat Geser Tanah 12 b. Uji Geser Langsung. 13 B. Stabilisasi Tanah Dengan Kolom Kapur dan Kolom Campuran Pasir Kapur BAB IV. METODE PENELITIAN A. Uraian Umum. 15 B. Bahan Penelitian. 15 C. Lokasi Penelitian 15 D. Alat Yang Digunakan. 15 E. Metode Penelitian BAB V. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Uji Sifat Fisis Tanah Uji Berat Spesifik (Gs) Uji Batas-batas Atterberg.. 32 B. Uji Kuat Geser Kohesi Sudut Gesek Dalam Nilai Tegangan Geser BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan.. 50 B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar III.1.Batas-batas Konsistensi Tanah.. 10 Gambar III.2.Gesekan Antar Dua Benda Gambar III.3.Lekatan antar Dua benda. 13 Gambar III.4. Skema Alat Uji Kuat Geser Langsung Gambar IV.1. Sket Box Pengujian Gambar IV.2. Tampak Atas Box Pengujian.. 16 Gambar IV.3. Tampak Samping Box Pengujian Gambar IV.4. Picnometer Gambar IV.5. Timbangan Gambar IV.6. Oven Gambar IV.7. Termometer Gambar IV.8. Dish Gambar IV.9. Liquid Limit Device Gambar IV.10. Cawan Gambar IV.11. Spatula Gambar IV.12. Saringan No Gambar IV.13. Plat Kaca Gambar IV.14. Milk Dish Gambar IV.15. Transparent Plate Gambar IV.16. Air Raksa Gambar IV.17. Timbangan Gambar IV.18. Oven Gambar IV.19. Porous stone Gambar IV.20. Shear device Gambar IV.21. Trimmer Gambar IV.22. Displacement Indicator Gambar IV.23. Kertas Pori Gambar IV.24. Alat Uji Geser Langsung Gambar IV.25. Bagan Alir Penelitian Kolom Kapur Gambar IV.26. Bagan Alir Penelitian Kolom Campuran Pasir Kapur Gambar V.1. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Specific Gravity (Gs) Gambar V.2. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Specific Gravity (Gs) Gambar V.3. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Specific Gravity (Gs) ix

10 Gambar V.4. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Liquid Limit (LL) Gambar V.5. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Limit (PL) Gambar V.6. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Index (PI) Gambar V.7. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Shrinkage Limit (SL) Gambar V.8. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Liquid Limit (LL) Gambar V.9. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Limit (PL) Gambar V.10. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Index (PI) Gambar V.11. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Shrinkage Limit (SL) Gambar V.12. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Liquid Limit (LL) Gambar V.13. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Limit (PL) Gambar V.14. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Plastic Index (PI) Gambar V.15. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Shrinkage Limit (SL) Gambar V.16. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Kohesi (C) Gambar V.17. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Kohesi (C) Gambar V.18. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Kohesi (C) Gambar V.19. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Sudut Gesek Dalam (ϕ) Gambar V.20. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Sudut Gesek Dalam (ϕ) Gambar V.21. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Sudut Gesek Dalam (ϕ) Gambar V.22. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Nilai Tegangan Geser Gambar V.23. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Nilai Tegangan Geser x

11 Gambar V.24. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan Nilai Tegangan Geser xi

12 DAFTAR TABEL Tabel V.1. Hasil Uji Berat Jenis dengan Kolom Kapur Tabel V.2. Hasil Uji Berat Jenis dengan Kolom Campuran Pasir Kapur. 31 Tabel V.3. Hasil Uji Batas-batas Atterberg dengan menggunakan Kolom Kapur.. 32 Tabel V.4. Hasil Uji Batas-batas Atterberg dengan menggunakan Kolom Campuran Pasir Kapur Tabel V.5. Hasil Nilai Kohesi (C) dengan menggunakan Kolom Kapur.. 41 Tabel V.6. Hasil Nilai Kohesi (C) dengan menggunakan Kolom Campuran Pasir Kapur.. 42 Tabel V.7. Hasil Nilai Sudut Gesek Dalam (ϕ) dengan menggunakan Kolom Kapur Tabel V.8. Hasil Nilai Sudut Gesek Dalam (ϕ) dengan menggunakan Kolom Campuran Pasir Kapur Tabel V.9. Hasil Nilai Tegangan Geser dengan menggunakan Kolom Kapur.. 46 Tabel V.10. Hasil Nilai Tegangan Geser dengan menggunakan Kolom Campuran Pasir Kapur xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Lampiran V Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Tanah Tanpa Kolom Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Kolom Kapur Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Kolom Campuran Pasir Kapur Foto Dokumentasi Penelitian Lembar Konsultasi xiii

14 DAFTAR NOTASI ASTM : American Society for Testing and Material Gs : Specific Gravity LL : Liquid Limit N : Gaya Vertikal PI : Indeks Plastisitas PL : Plastic Limit SL : Shringkage Limit c : Kohesi : Sudut Gesek Dalam γ s γ w W w W w W s m 1 m 2 m 3 v 1 v 2 τ σ ΔL Δh : berat volume butiran padat : berat volume air : Gaya Geser : kadar air : berat air : berat butiran tanah : berat cawan : berat cawan + tanah basah : berat cawan + tanah kering : volume tanah basah dalam cawan : volume tanah kering oven : kuat geser tanah : tegangan normal pada bidang runtuh : Perpindahan Geser : Perubahan Tebal xiv

15 STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR ABSTRAKSI Menurut Merdhiyanto (2015) tanah dari Desa Troketon, Kecamatan Pedan, Kabupaten Klaten termasuk tanah lempung lunak dengan plastisitas tinggi. Dengan kondisi tanah tersebut mengakibatkan perkerasan jalan didaerah tersebut mudah bergelombang dan berlubang, serta terjadinya retakan pada dinding bangunan akibat dari penurunan tanah yang berlebihan dan tidak seragam. Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan stabilisasi dengan menggabungkan dua metode yaitu metode drainase vertikal dan metode kimiawi. Pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh stabilisasi dengan metode drainase vertikal dan metode kimiawi terhadap tanah lempung lunak dari Desa Troketon, Kecamatan Pedan, Kabupaten Klaten dilakukan dengan membandingkan stabilisasi menggunakan kolom kapur dan kolom campuran pasir kapur. Perbandingan dua jenis pengujian ini ditinjau dari parameter kuat geser yaitu kohesi (C) dan sudut gesek dalam tanah ( o ). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kohesi (C) tanah asli sebesar 0,1417 kg/cm 2 mengalami perbaikan setelah distabilisasi dengan kolom kapur maupun kolom campuran pasir kapur. Stabilisasi dengan kolom kapur mempunyai nilai kohesi (C) yaitu sebesar 0,5393 kg/cm 2. Kolom campuran pasir kapur mempunyai nilai kohesi (C) sebesar 0,3402 kg/cm 2. Nilai sudut gesek dalam tanah asli sebesar 1,81 juga mengalami kenaikan setelah distabilisasi dengan kolom kapur dan kolom campuran pasir kapur. Stabilisasi dengan kolom kapur nilai sudut gesek dalam tanah sebesar 5,96, stabilisasi dengan kolom campuran pasir kapur dengan nilai sudut gesek dalam tanah sebesar 5,07. Tegangan geser tertinggi pada stabilisasi menggunakan kolom kapur sebesar 0,725 kg/cm2 lebih baik dibandingkan dengan tegangan geser pada stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir kapur sebesar 0,490 kg/cm 2. Sedangkan untuk tegangan geser tanah asli sebesar 0,191 kg/cm 2. Dengan demikian stabilisasi dengan kolom kapur lebih efektif daripada stabilisasi dengan kolom campuran pasir kapur. Kata kunci: tanah lempung lunak, stabilisasi, kolom kapur, kolom campuran pasir kapur, kohesi, sudut gesek dalam. xv