PENGARUH KOLOM KAPUR PADA TANAH EKSPANSIF DENGAN PENGALIRAN DARI KOLOM KE TANAH The Influence of Lime Column on Expansive Soil with Drainage from Column to Soil SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menempuh Ujian Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : MUHAMMAD ADIANTO SULISTYO HIDAYAT NIM I 0113085 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
MOTTO Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (QS : Al Insyirah ayat 6) iv
PERSEMBAHAN Karya ini saya persembahkan untuk : - Ibu Ninik Kristini dan Alm Bapak Didik Dwi Supriyoadi - Bapak Ahmad Suyono - Tim Skripsi Tanah Ekspansif Ngawi - Teman teman Teknik Sipil UNS angkatan 2013 - Saudari Nur Ain Afrilia Widarni v
KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah Subhanahuwa ta ala atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul Pengaruh kolom kapur pada tanah ekspansif dengan pengaliran dari kolom ke tanah Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ucapan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan dari awal pelaksanaan hingga terselesaikannya skripsi ini, kepada : 1. Dr. Bambang Setiawan S.T.,M.T selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 2. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 3. Ir. Supardi, M.T selaku pembimbing akademis. 4. Wibowo, S.T.,DEA selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil FT UNS 5. Tim skripsi tanah ekspansif Ngawi. 6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil 2013 yang telah memberi bantuan dan dorongan. 7. Pihak-pihak lain yang tidak bisa penyusun sebutkan satu per satu. Semoga skripsi ini dapat memberi manfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi segenap civitas akademika dalam menambah pengetahuan dalam menunjang pemahaman mengenai masalah keteknikan. Surakarta, September 2017 Penyusun
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penelitian... 2 1.5. Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka.... 4 2.2. Dasar Teori...... 5 2.2.1. Tanah mengembang dan kondisinya... 5 2.2.2. Identifikasi tanah ekspansif... 6 2.2.3. Identifikasi mineralogi... 7 ix
2.2.4. Korelasi dengan batas Atterberg... 8 2.2.5. Stabilisasi tanah dengan kapur... 9 2.2.6. Tipe kapur yang dapat digunakan untuk stabilisasi... 9 2.2.7. Reaksi kimia pada kapur... 11 2.2.8. Batas Atterberg... 11 2.2.9. Unconfined Compression Test... 13 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Uraian umum...... 15 3.2. Alat dan Bahan... 15 3.2.1. Alat...... 15 3.2.2. Bahan.....18 3.3. Langkah Penelitian...... 19 3.3.1. Tahap I (Pengambilan Sampel)...... 19 3.3.2. Tahap II (Pengujian Pendahuluan).....20 3.3.3. Tahap III (Pengujian Inti).....21 3.3.4. Tahap IV (Hasil dan Pembahasan).....29 3.4. Hipotesa Hasil Pengujian... 30 3.5. Diagram Alir Penelitian.... 30 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Pendahuluan..... 32 4.1.1. Pengujian X-Ray Fluorescence (XRF)... 32 4.1.2. Hasil Pemeriksaan Kepadatan... 32 4.1.3. Pengujian Indeks Properties Tanah... 33 4.1.4. Pengujian Unconfined Compression Test (UCS)... 34 4.2. Hasil dan Pembahasan Pengujian Utama... 36 4.2.1. Perbandingan perpindahan vertikal tanah pada area 1, area 2, dan area 3.. 36 4.2.2. Perbandingan perpindahan vertikal tanah pada titik D (area 1). 37 4.2.3. Perbandingan perpindahan vertikal tanah pada titik J (area 2).. 38 4.2.4. Perbandingan perpindahan vertikal tanah pada titik P (area 3)...39 4.2.5. Penyebaran kolom kapur...41 x
4.3. Kesimpulan Pembahasan... 44 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan...... 45 5.2. Saran........ 46 DAFTAR PUSTAKA...... xvii LAMPIRAN...... xix xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Hubungan potensi pengembangan dan PI (Chen, 1988)... 6 Tabel 2.2. Batas- batas Atteberg mineral lempung dengan variasi kation terserap (White,1958)...... 8 Tabel 2.3. Perkiraan derajat dan persen pengembangan tanah untuk Indeksplastisitasmenurutu ASTM D-1883... 8 Tabel 3.1. Titik-titik pengamatan... 22 Tabel 4.1. Hasil pengujian XRF pada sampel tanah uji... 32 Tabel 4.2. Hasil pengujian indeks properties sampel tanah sebelum dan sesudah penambahan kolom kapur... 33 Tabel 4.3. Hasil pengujian UCS tanpa kolom kapur... 34 Tabel 4.4. Perbandingan reduksi perpindahan vertikal (swelling) selama 20 hari... 40 Tabel 4.5. Perubahan suhu pada kolom kapur... 43 xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kapur tohor... 10 Gambar 2.2. Kapur tohor dolomitik... 10 Gambar 2.3. Kapur kalsium tinggi terhidrasi... 11 Gambar 2.4. Batas-batas Atterberg... 12 Gambar 3.1. Drum... 15 Gambar 3.2. Jangka sorong digital... 16 Gambar 3.3. Termometer... 16 Gambar 3.4. Kayu... 17 Gambar 3.5. Pipa plastik... 17 Gambar 3.6. Kasa... 18 Gambar 3.7. Tanah ekspansif... 18 Gambar 3.8. Kapur... 19 Gambar 3.9. Proses pengambilan sampel... 19 Gambar 3.10. Tanah kering dan lolos saringan no 4.....21 Gambar 3.11. Penuangan tanah ke dalam drum uji... 21 Gambar 3.12. Proses instalasi kolom kapur... 22 Gambar 3.13 Sketsa pemasangan titik uji pada drum dengan kolom kapur...23 Gambar 3.14 Sketsa pemasangan titik uji pada drum tanpa kolom kapur...23 Gambar 3.15 Letak area pengamatan pada model test kolom kapur...24 Gambar 3.16 Letak area pengamatan pada model test pembanding...25 Gambar 3.17 Pemeriksaan kepadatan model test...26 Gambar 3.18 Pemberian air pada model test dengan kolom kapur...26 Gambar 3.19 Pemberian air pada model test pembanding...27 Gambar 3.20 Sketsa pengamatan dengan jangka sorong digital...27 Gambar 3.21 Pengukuran perpindahan vertikal (swelling) menggunakan Jangka sorong digital...28 Gambar 3.22 Pemotongan sampel uji pada model test...25 Gambar 3.23 Pengujian UCS...29 Gambar 3.24 Pengujian Atteberg Limit...29 Gambar 3.25a Diagram alir penelitian...30 xiii
Gambar 3.25b Diagram alir penelitian...31 Gambar 4.1 Perbandingan hasil uji UCS...35 Gambar 4.2 Perbandingan perpindahan vertikal 3 area...36 Gambar 4.3 Perpindahan vertikal pada titik D...37 Gambar 4.4 Perpindahan vertikal pada titik J...38 Gambar 4.5 Perpindahan vertikal pada titik P...39 Gambar 4.6 Visualisasi kondisi kolom kapur sebelum pembasahan secara melintang...41 Gambar 4.7 Visualisasi kondisi kolom kapur setelah pembasahan Selama 20 hari secara melintang...41 Gambar 4.8 Perubahan bentuk kolom kapur setelah 20 hari pembasahan...42 Gambar 4.9 Reaksi kolom kapur dengan air pada saat pembasahan...43 xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL XRF = X-Ray Fluorescence cm = centimeter D = Diameter C = Derajat Celcius D f = Kedalaman kolom % = Persentase SG = Spesific Grafity LL = Liquid Limit PL = Plastic Limit PI = Plasticity Index SI = Shrinkage Index UCS = Unconfined Compression Test xv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Pengujian Pendahuluan Lampiran B Pengujian Utama / Pemodelan Lampiran C Pengujian Setelah Pemodelan Lampiran D Kelengkapan Administrasi xvi
ABSTRAK Muhammad Adianto Sulistyo Hidayat, 2017. Pengaruh Kolom Kapur pada Tanah Ekspansif dengan Pengaliran dari Kolom ke Tanah. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Tanah Ekspansif disebut tanah yang labil dikarenakan perilakunya yang disebabkan oleh kadar air. Kadar air dalam kandungan tanah tersebut banyak, maka tanah akan mengalami pengembangan (swelling),sebaliknya jika kadar air dalam tanah tersebut sedikit, maka tanah tersebut akan mengalami susut. Peristiwa ini sangat berpengaruh pada jalan jalan disekitar tanah tersebut. Kebanyakan jalan di sekitar tanah tersebut mengalami kerusakan. Penelitian ini menggunakan metode penambahan kolom kapur. Kolom kapur berjumlah 7 buah ditanam pada drum uji yang berisi tanah ekspansif dan dibandingkan dengan drum yang hanya berisi tanah ekspansif. Pemberian air dilakukan selama 20 hari melalui pusat kolom sebanyak 1 liter per kolom. Pengamatan dilakukan selama 20 hari hingga tanah jenuh. Pengamatan untuk penelitian ini dibagi menjadi 3 area, yaitu area 1, area 2, dan area 3. Pengujian Atterberg limit, Unconfined Compression Test (UCS), dan X-Ray Fluorescence (XRF) dilakukan setelah pengamatan selesai. Hasil penelitian ini adalah nilai Plastis Index (PI) menurun dari 71,82% menjadi 20,44%. Nilai kohesi undrained (Cu) mengalami kenaikan dari 3,47 kn/m 2 menjadi 9,62 kn/m 2. Kandungan CaO pada tanah ekspansif setelah penambahan kolom mengalami kenaikan dari 10,57% menjadi 23,25%. Penambahan kolom kapur pada tanah ekspansif mampu mengurangi nilai perpindahan vertikal (swelling). Reduksi yang paling besar terjadi pada area 1 sebesar 7,13% dan reduksi yang paling kecil terjadi pada area 3 sebesar 1,83%. Kata Kunci : ekspansif, kolom kapur, pengaliran vi
ABSTRACT Muhammad Adianto Sulistyo Hidayat, 2017. The Influence of Lime Coloumn on Expansive Soil with Drainage from Column to Soil. Thesis, Civil Engineering Department. Sebelas Maret University. Surakarta Expansive soil is called unstable soil which behavior caused by moisture content. Water content in the soil content is many, so the soil will be swell, otherwise if the water content in the soil is little, then the soil will be shrink. This event is very influential on the roads around the soil. Most roads around the soil were damaged. This research uses the method of adding lime columns. 7 lime columns were planted on test drums containing expansive soil and compared with drums containing only expansive soil. Adding the water is carried out for 20 days through the center column as much as 1 liter in all columns. Observations were made for 20 days to saturated soil. Observations for this study were divided into 3 areas, there are area 1, area 2, and area 3. Atterberg limit test, Unconfined Compression Test (UCS), and X-Ray Fluorescence (XRF) were did after the observation was completed. The result of the research is the value of Plastic Index (PI) decreased from 71.82% to 20.44%. The value of cohesion undrained (Cu) increased from 3.47 kn / m 2 to 9.62 kn / m 2. CaO content in expansive soil after column addition increased from 10,57% to 23,25%. The addition of lime column on expansive soil can reduce the value of vertical displacement (swelling). The greatest reduction occurred in area 1 the value is 7.13% and the smallest reduction occurred in area 3 the value is 1.83%. Keywords : expansive, lime column, drainage vii