TINJAUAN PENURUNAN KONSOLIDASI DAN KUAT DUKUNG PADA TANAH LEMPUNG TANON YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR DAN TANAH GADONG Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : AGUNG WIJAYANTO NIM : D 100 030 010 NIRM : 03.6.106.03010.5.010 Kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2011
LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN SUBGRADE TANAH TANON DENGAN FLY ASH DAN KAPUR UNTUK PERENCANAAN TEBAL LAPIS PERKERASAN Tugas Akhir diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji Pada Tanggal : 17 Februari 2011 diajukan oleh : ZAINAL ABIDIN D 100 030 087 Susunan Dewan Penguji Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Ir. Renaningsih, MT. NIK : 733. Anggota Dewan Penguji Ir.H.Sri Widodo, MT NIK : 542 Qunik Wiqoyah, ST.,MT. NIK : 690. Tugas akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta, Maret 2011 Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Agus Riyanto SR, MT. NIK : 483. Ir. H. Suhendro Trinugroho, MT. NIK : 795.
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Bismillahhirrahmanirrohim Yang bertanda tangan dibawah ini, saya : Nama : AGUNG WIJAYANTO NIM : D 100030010 Fakultas/Jurusan : TEKNIK / TEKNIK SIPIL Jenis : Tugas Akhir Judul : TINJAUAN PENURUNAN KONSOLIDASI DAN KUAT DUKUNG PADA TANAH LEMPUNG TANON YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR DAN TANAH GADONG Dengan ini menyatakan bahwa saya menyetujui untuk 1. Memberikan hak bebas royalti kepada Perpustakaan UMS atas penulisan karya ilmiah saya, demi pengembangan ilmu pengetahuan. 2. Memberikan hak menyimpan, mengalih mediakan / mengalih formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), mendistribusikannya, serta menampilkannya dalam bentuk softcopy untuk kepentingan akademis kepada Perpustakaan UMS, tanpa perlu meminta ijin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis / pencipta. 3. Bersedia dan menjamin untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihak Perpustakaan UMS, dari semua bentyk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran hak cipta dalam karya ilmiah ini. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan semiga dapat digunakan sebagaimana semestinya. Surakarta, Maret 2011 Yang Menyatakan AGUNG WIJAYANTO
PRAKATA Assaalamu alaikum Wr Wb. Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1). Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus selaku Pembimbing Akademik. 2). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3). Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan. 4). Bapak Ir.H. Sri Widodo,M.T., selaku Pembimbing Pendamping, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 5). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 6). Ayahanda, Ibunda, dan keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do a dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas. 7). Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Penulis 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. Amiin. Wassalamu alaikum Wr Wb. Surakarta, Januari 2011 Penyusun
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PRAKATA... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv DAFTAR NOTASI... xxv ABSTRAKSI... xxvi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Tanah lempung... 5 B. Kapur... 6 C. Stabilisasi Tanah... 7 D. Tanah Gadong... 8 E. Pemadatan Tanah... 9 BAB III LANDASAN TEORI... 11 A. Pendahuluan... 11 B. Sifat-sifat Fisis Tanah... 11 1. Berat jenis tanah (specific gravity)... 12 2. Kadar air... 12
3. Batas-batas Atterberg... 15 4. Klasifikasi tanah... 18 a) USCS (Unified Soil Classification System)... 18 b) AASHTO (American of State Highway and Transportation Officials)... 20 C. Sifat-sifat Mekanis Tanah... 22 1. Pengujian pemadatan standard Proctor... 22 2. Uji Konsolodasi Tanah (consolidation test)... 24 3. Uji Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test)... 29 BAB IV METODE PENELITIAN... 31 A. Uraian Umum... 31 B. Bahan... 31 C. Alat... 32 1. Uji sifat fisis tanah... 32 1a). Uji kadar air tanah (water content)... 32 1b). Uji berat jenis tanah (specific gravity)... 32 1c). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits)... 32 1d ).Uji gradasi tanah (grain size analysis)... 34 2. Uji sifat mekanis tanah... 35 2a). Uji pemadatan standard Proctor... 35 2b). Uji Konsolodasi Tanah (consolidation test)... 35 2c). Uji Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test)... 35 D. Tahapan Penelitian... 37 E. Pelaksanaan Penelitian... 39 1. Uji sifat fisis tanah... 39 1a). Water content analysis (w)... 39 1b). Specific gravity analysis (uji berat jenis/gs)... 39 1c). Pengujian batas-batas Atterberg... 40 1d). Gradasi ukuran butiran tanah (Grain size analysis)... 42 2. Uji sifat mekanis tanah... 44 2a). Uji pemadatan standard Proctor... 44 2b). Uji Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test... 45 2c). Uji Konsolodasi Tanah (consolidation test))... 46
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Kandungan Kimia... 48 B. Sifat-sifat Fisis Tanah Asli... 48 1. Uji Tanah Gadong... 48 2. Uji Tanah Asli Tanon... 49 a. Uji kadar air (water content analysis) tanah asli... 49 b. Uji berat jenis (specific gravity)... 49 c. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits)... 49 d. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 50 e. Klasifikasi tanah... 51 3. Uji Tanah Campuran... 53 a. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 53 b. Uji kadar air (water content analysis) tanah campuran... 53 c. Uji berat jenis (specific gravity)... 53 d. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits)... 53 e. Klasifikasi tanah... 53 C. Uji Sifat Mekanis Tanah Asli dan Campuran... 61 1. Uji pemadatan tanah (standard Proctor)... 61 2. Uji Konsolodasi Tanah (consolidation test)... 64 3. Uji Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test... 67 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 68 A. Kesimpulan... 68 B. Saran... 70 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel II.1 Hasil pemeriksaan kandungan kimia tanah tulakan... 9 Tabel II.2 Hasil pemeriksaan kandungan kimia tanah tulakan... 10 Tabel III.1 Nilai-nilai Berat Jenis (specific gravity)... 12 Tabel III.2 ukuran ayakan... 14 Tabel III.3 Nilai Indeks Plastisitas dan Macam Tanah... 19 Tabel III.4 Sistem Klasifikasi USCS... 19 Tabel III.5 Sistem Klasifikasi AASHTO... 21 Tabel III.6 Metode pemadatan Standard proctor... 23 Tabel III.7. Ukuran pemadatan Standard proctor... 23 Tabel III.8. hubungan kuat tekan bebas tanah lempung dan konsistensinya... 30 Tabel V.1. Hasil Pemeriksaan Unsur Kimia tanah Gadong... 48 Tabel V.2. Hasil Uji sifat fisis Tanah Gadong... 48 Tabel V.3. Hasil Uji Kadar Air pada Tanah Asli Tanon... 49 Tabel V.4. Hasil Uji Berat Jenis pada Tanah Asli Tanon... 49 Tabel V.5. Hasil Uji Batas-batas atterberg pada Tanah Asli Tanon... 50 Tabel V.6. Analisa hydrometer pada Tanah Asli Tanon... 51 Tabel V.7. Analisa saringan pada Tanah Asli Tanon... 51 Tabel V.8. Hasil uji sifat fisis tanah campuran... 53 Tabel V.9. Analisa saringan pada Tanah Campuran... 53 Tabel V.10. Hasil uji pemadatan Standard proctor... 63 Tabel V.11. Hasil Uji Konsolidasi... 64 Tabel V.12. Hasil Uji Tekan Bebas... 67 DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Batas-batas Atteberg... 15 Gambar III.2. Kurva hubungan antara kadar air dengan berat volume kering 24 Gambar III.3. Penempatan sample uji konsolidasi... 25 Gambar III.4. Sifat khusus grafik hubungan H dengan log t... 26 Gambar III.5. hubungan penurunan waktu dengan akar waktu... 28 Gambar IV.1. Bagan alir penelitian... 38 Gambar IV.2. Alat uji standard proctor... 44 Gambar IV.3. Alat uji Tekan bebas... 45 Gambar IV.4. Alat uji Konsolidasi... 46 Gambar V.1. GrafikBatas-batasAtterbergTanah Tanon... 50 Gambar V.2. Grafik Klasifikasi tanah sistem USCS Tanah... 52 Gambar V.3. Grafik hubungan kadar air dan penabahan tanah Gadong dan kapur 53 Gambar V.4. Grafik Hub Nilai Specific Gravity dengan tanah gadong dan kapur... 54 Gambar V.5. Grafik Hub Nilai Liquit Limits dengan tanah gadong dan kapur 55 Gambar V.6. Grafik Hub Nilai Plastic Limits dengan tanah gadong dan kapur... 56 Gambar V.7. Grafik Hub Nilai Shringkage Limit tanah gadong dan kapur AASHTO Tanah asli Tanon 57 Gambar V.8. Grafik Hub Nilai Plastic Index dengan tanah gadong dan kapur 58 Gambar V.9. Grafik analisa saringan tanah campuran... 59 Gambar V.10. Grafik Hub Nilai finer 200 dengan penambahan tanah Gadong dan kapur... 60 Gambar V.11. Grafik Hub Grafik Hub Berat Isi Kering dan Kadar Air pada Tanah Gadong 5% 61 Gambar V.12. Grafik Hub Berat Isi Kering dan Kadar Air pada Tanah Gadong 10%... 62 Gambar V.13. Grafik Hub Variasi kapur dengan Nilai Kepadatan Maks... 63 Gambar V.14. Grafik Hub variasi penambahan tanah Gadong dan kapur terhadap nilai Cv 64
Gambar V.15. Grafik Hub variasi penambahan tanah Gadong dan kapur terhadap nilai Cc 65 Gambar V.16. Grafik Hub variasi penambahan tanah Gadong dan kapur terhadap nilai Sc 66 Gambar V.17. Grafik Hub variasi penambahan tanah Gadong dan kapur terhadap nilai qu 67
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN I : UJI KADAR AIR LAMPIRAN II : UJI BERAT JENIS LAMPIRAN III : UJI ATTEMBERG LIMIT LAMPIRAN IV : UJI HIDROMETER LAMPIRAN V : UJI STANDARD PROCTOR LAMPIRAN VI : UJI KONSOLIDASI LAMPIRAN VII : UJI Unconfined Compression Test LAMPIRAN VIII : ALAT PENELITIAN
TINJAUAN PENURUNAN KONSOLIDASI DAN KUAT DUKUNG PADA TANAH LEMPUNG TANON YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR DAN TANAH GADONG ABSTRAKSI Tanah di Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen memiliki karakter kembang susut yang tinggi karena pada waktu kemarau tanah retak-retak, dimusim hujan tanah menjadi lembek. Tanah Gadong berasal dari Tulakan, Pacitan,tanah berwarna keabu-abuan memliki karakter mirip dengan semen sehingga penduduk sekitar memanfaatkan sebagai campuran bahan bangunan.kapur digunakan untuk melengkapi unsur-unsur tanah Gadong agar mendekati sifat pozzollan. Berdasarkan hal tersebut maka dalam penelitian ini akan dibahas mengenai sifat fisis dan mekanis tanah asli dan campuran tanah desa Jono, Tanon, Sragen apabila distabilisasi dengan kapur persentase 5%, 10% dan tanah Gadong dengan persentase 0%, 2,5%, 5%, 10%. Metode penelitian melalui serangkaian pengujian, yaitu berat jenis (specific gravity), kadar air (water content), analisa saringan dan hydrometer (grain size analysis), Konsolidasi dan UCT ( Unconfined Compression Test ) dengan mengacu pada standar ASTM dan prosedur pengujian di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah Surakarta. Hasil penelitian ini adalah Klasifikasi tanah campuran berdasar sistem AASHTO, Tanah Tanon Sragen termasuk ke dalam kelompok A-7-5 dan A-7-6, yakni tanah lempung bersifat tidak baik. Sedang berdasar klasifikasi berdasar sistem USCS, termasuk kedalam kelompok CH yaitu berupa tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi dan OH yaitu Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi. Tanah campuran berdasarkan sistem AASHTO termasuk kelompok A-7-5 dan A-7-6, berdasar klasifikasi sistem USCS termasuk kedalam CH, berdasar klasifikasi secara umum tidak terjadi perubahan yang signifikan akan tetapi penambahan Tanah Gadong dan kapur mampu memperbaiki sifat tanah Tanon Sragen, hal ini dapat dilihat dari penurunan nilai kadar air, batas cair, batas susut, indeks plastis, Finer # 200 (%) serta peningkatan nilai batas plastis.hasil uji konsolidasi menunjukan semakin besar penambahan kapur nilai Cv (coefficient of consolidation) cenderung turun. Secara teoritis semakin besar penambahan kapur maka nilai Cc semakin kecil, dari penelitian ini didapat perolehan nilai Cc yang tidak konsisten, begitu pula yang terjadi pada nilai penurunan konsolidasi (Sc). Hasil uji UCT ( Unconfined Compression Test ) pada kapur 5% terjadi kenaikan nilai q u seiring dengan penambahan tanah Gadong pada presentase 10% sebesar 3.5 Kg/cm 2, ini berbanding terbalik untuk penambahan kapur 10% nilai qu cenderung tidak stabil, nilai maksimum terjadi pada penambahan tanah Gadong 5%, nilai minimum terjadi penambahan tanah Gadong 2,5%. Kata kunci : tanah, sifat fisis dan mekanis, Konsolidasi, UCT
DAFTAR PUSTAKA Anonim, 1996, Annual Book of ASTM Standards, Race Street, Philadelphia, PA 19103-1187 USA. Ambarsari, ( 2007) Tanah Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur, Tugas Akhir S1 Teknik Sipil, UMS. Arief dan Adi, (2002) prosedur dinamik laboratorium yang standar Bowles, J.E, 1991, Sifat-sifat Fisis Tanah dan Geoteknis Tanah, Penerbit Erlangga, Jakarta. Craig, F.R, 1994, Mekanika Tanah, Penerbit Erlangga, Jakarta. Das, B.M, 1994, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), Penerbit Erlangga, Jakarta Ernawati, M. 2009, Study Kuat Geser Tanah Gadong Desa Bungur Kecamatan Tulakan Pacitan, Tugas Akhir S1 Teknik Sipil, UMS. Hardiyatmo, H.C., 1994, Mekanika Tanah II, P.T. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Hardiyatmo, H.C, 2002, Mekanika Tanah I (edisi III), Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Istiawan., ( 2009 ), Pengaruh kapur sebagai bahan stabilisasi terhadap Kuat Dukung Tanah Lempung dan potensi pengembangan Tanah Lempung (Studi Kasus Tanah Lempung Tanon, Sragen). Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil,UMS. Nugraha, 2007, Tinjauan Kuat Geser Tanah Lempung dengan Stabilisasi Zeolit (Studi Kasus Tanah Lempung Tanon, Sragen), Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil,UMS. Ponang ( 2006 ), istilah yang sering digunakan dalam kapur Rafflaesia, H.J, 2007, Tinjauan Kuat Dukung, Potensi Kembang Susut dan Penurunan Konsolidasi Tanah Lempung Tanon Sragen, Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS. Renaningsih, 2005, Studi Perbandingan Perilaku Tanah Yang Distabilisasi Dengan Cleanset Cement Dan Ordinary Portland Cement ( Ocp ). Tesis Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sosrodarsono, S, 1994. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Penerbit PT. Pradya Paramita, Jakarta. Soedarmo G. D. Dan S. J. E. Purnomo, (1997). Mekanika Tanah 1, penerbit PT.Pradya Paramita, Jakarta. Supriatna, Agus (2008). Pemanfaatan Filler Tanah Liat Pada Hrs-B Ditinjau Dari Karakteristik Marshall Dan Durabilitas, Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS.
Tjokrodimuljo, K. 1992. Bahan Bangunan, Buku Ajar pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Wesley, L. D,(1977), Mekanika Tanah ( cetakan ke VI), badan penerbit pekerjaan umum, Jakarta. Widodo, S, 1995, Mekanika Tanah II, Universitas Muhamadiyah Surakarta, Surakarta. www.library.usu.ac.id/download/ft/sipil-joni%20harianto.pdf