PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN SERBUK MARMER PADA STABILISASI TANAH LEMPUNG EKSPANSIF (Kasus tanah lempung ekspansif di daerah Citra Land Surabaya) Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun oleh: Anggita Moro Gumilang NIM: 201310340311128 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta ala yang telah melimpahkan segala kasih dan sayang-nya sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN SERBUK MARMER PADA STABILISASI TANAH LEMPUNG EKSPANSIF (Kasus Tanah Lempug Ekspansif di Daerah Citra Land Surabaya). Tujuan dari penyusunan skripsi ini yaitu sebagai pemenuhan salah satu syarat dalam menempuh ujian sarjana teknik pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Dalam penyusunan skripsi ini, berbagai pihak telah membantu penyusun dalam segala hal. Maka dari itu, penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih sebanyak-banyak kepada: 1. Bapak Ir. Ernawan Setyono., MT selaku dosen pembimbing I. 2. Bapak Dr. Ir. Sunarto., MT selaku dosen pembimbing II. 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah., MT selaku ketua jurusan Teknik Sipil UMM. 4. Seluruh dosen, karyawan, serta para staf Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. 5. Orang tua dan keluarga tercinta yang telah banyak membantu memberikan doa serta dukungan kepada penyusun baik secara moril maupun materil sehingga skripsi ini bisa diselesaikan penyusun. 6. Berbagai pihak yang sudah banyak membantu dalam penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penyusun sangat menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi maupun penyajiannya. Maka dari itu mohon kritik dan sarannya dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberikan hal yang bermanfaat serta menambah wawasan bagi pembaca dan terutama bagi penyusun juga. Malang, 26 Oktober 2017 Penyusun, iii Anggita Moro Gumilang
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Grafik Hubungan Batas Cair dengan Indeks Plastisitas... 1 Gambar 2.2 Grafik Hubungan Batas Cair dengan Indeks Plastisitas... 16 Gambar 2.3 Rentang Batas Cair dan Indeks Plastisitas Untuk Tanah Lempung... 22 Gambar 2.4 Hubungan Kepadatan dengan Kadar Air... 37 Gambar 2.5 Hubungan Volume dengan Kadar Air... 41 Gambar 2.6 Konsistensi Tanah yang Dibentuk Kembali... 43 Gambar 2.7 Kurva Distribusi Ukuran Butiran... 46 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara diameter butiran dengan presentase yang lolos pada klasifikasi sistem Unified... 67 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 0%... 70 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 5%... 72 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 10%... 74 Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 15%... 76 Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 20%... 78 Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah Lempung 100% + Serbuk Marmer 25%... 80 Gambar 4.8 Grafik Hubungan Penambahan Serbuk Marmer dengan Nilai CBR... 81 Gambar 4.9 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 0%... 83 Gambar 4.10 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 5%... 84 Gambar 4.11 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 10%... 86 xiv
Gambar 4.12 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 15%... 88 Gambar 4.13 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 20%... 90 Gambar 4.14 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan Serbuk Marmer 25%... 92 Gambar 4.15 Grafik Hubungan Penambahan Serbuk Marmer dengan Nilai qu... 93 xv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan Potensi Mengembang dengan Indeks Plastisitas... 8 Tabel 2.2 Potensi Kembang Tanah Lempung Ekspansif di Pulau Jawa... 10 Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah USCS... 13 Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi Tanah USCS... 17 Tabel 2.5 Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO... 21 Tabel 2.6 Konsistensi Tanah Kohesi Asli dan Cara Pengujian Praktis... 28 Tabel 2.7 Deskripsi Khusus Untuk Konsistensi Tanah Berbutir Halus... 29 Tabel 2.8 Berat Jenis Tanah... 39 Tabel 2.9 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah... 39 Tabel 2.10 Angka Pori, Kadar Air, dan Berat Volume Kering... 40 Tabel 2.11 Derajat Plastisitas... 44 Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah Asli... 64 Tabel 4.2 Pemeriksaan Analisa Saringan... 66 Tabel 4.3 Pemeriksaan Analisa Hidrometer... 66 Tabel 4.4 Nilai Batas Konsistensi Tanah dengan Campuran Serbuk Marmer... 68 Tabel 4.5 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 0%... 69 Tabel 4.6 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 0%... 70 Tabel 4.7 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 5%... 71 Tabel 4.8 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 5%... 71 Tabel 4.9 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 10%... 73 Tabel 4.10 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 10%... 73 Tabel 4.11 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 15%... 75 Tabel 4.12 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 15%... 75 Tabel 4.13 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 20%... 77 Tabel 4.14 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 20%... 77 Tabel 4.15 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 25%... 79 Tabel 4.16 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 25%... 79 Tabel 4.17 Hasil Uji CBR dengan Variasi Penambahan Serbuk Marmer... 81 Tabel 4.18 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 0%... 82 xii
Tabel 4.19 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 5%... 84 Tabel 4.20 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 10%... 85 Tabel 4.21 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 15%... 87 Tabel 4.22 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 20%... 89 Tabel 4.23 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 25%... 91 Tabel 4.24 Hasil Uji UCT dengan Variasi Penambahan Serbuk Marmer... 92 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Pemeriksaan Kadar Air Tanah... 97 Lampiran 2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah... 98 Lampiran 3 Pemeriksaan Berat Isi, Angka Pori, Derajat Kejenuhan... 99 Lampiran 4 Pemeriksaan Analisa Saringan dan Hidrometer... 100 Lampiran 5 Pemeriksaan Batas Konsistensi Tanah... 103 Lampiran 6 Pemeriksaan Pemadatan Tanah... 110 Lampiran 7 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 0% Serbuk Marmer... 113 Lampiran 8 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 5% Serbuk Marmer... 114 Lampiran 9 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 10% Serbuk Marmer... 116 Lampiran 10 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 15% Serbuk Marmer... 118 Lampiran 11 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 20% Serbuk Marmer... 120 Lampiran 12 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 25% Serbuk Marmer... 122 Lampiran 13 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas... 124 Lampiran 14 Dokumentasi Proses Penelitian... 131 xv
DAFTAR ISI JUDUL LEMBAR PENGESAHAN... i SURAT PERNYATAAN.... ii KATA PENGANTAR... iii LEMBAR PERSEMBAHAN.... iv ABSTRAKSI... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL.... xii DAFTAR GAMBAR.... xiv DAFTAR LAMPIRAN.... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Hipotesa Penelitian... 3 1.3 Rumusan Masalah... 4 1.4 Batasan Penelitian... 4 1.5 Tujuan Masalah... 5 1.6 Manfaat Penelitian... 5 BAB II TINJAUAN PUSATAKA 2.1 Definisi Tanah... 6 2.2 Tanah Ekspansif... 6 2.2.1 Karakteristik Tanah Ekspansif... 8 2.2.2 Identifikasi Tanah Ekspansif... 9 2.3 Pengambilan Contoh Tanah (Sampling)... 10 2.4 Struktur Tanah dan Tekstur... 11 2.5 Sistem Klasifikasi Tanah... 12 2.5.1 Sistem Klasifikasi Tanah Dengan USCS... 13 2.5.1.1 Tanah Berbutir Kasar... 14 2.5.1.2 Tanah Berbutir Halus... 15 2.5.2 Sistem Klasifikasi Tanah Dengan AASHTO... 18 viii
2.5.2.1 Tanah Granular (Berbutir)... 18 2.5.2.2 Tanah Lanau-Lempung... 22 2.6 Deformasi Tanah atau Penurunan... 25 2.7 Penyusutan dan Pemuaian (Shrinkage and Swelling)... 26 2.8 Konsistensi Tanah Asli... 27 2.9 Sensitifitas (Sensitivity)... 29 2.10 Stabilitas Tanah... 30 2.11 Stabilisasi Dengan Bahan Campuran... 32 2.11.1 Kapur... 32 2.11.2 Serbuk Marmer... 33 2.12 Unconfined Compressive Strength ( UCS )... 34 2.13 Pemadatan (Compaction)... 35 2.14 California Bearing Ratio ( CBR )... 37 2.15 Kadar Air, Berat Jenis, Berat Isi, Angka Pori, dan Derajat Kejenuhan... 37 2.16 Batas Konsistensi Tanah (Atterberg)... 40 2.17 Analisis Mekanis dari Tanah... 44 2.17.1 Analisis Ayakan... 45 2.17.2 Analisis Hidrometer... 45 2.17.3 Kurva Distribusi Ukuran Butiran... 46 2.17.4 Ukuran Efektif, Koefisien Keseragaman, dan Koefisien Gradasi... 46 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian... 48 3.2 Rancangan Penelitian... 48 3.3 Diagram Alir Penelitian... 50 3.4 Bahan dan Alur Penelitian... 52 3.4.1 Pemeriksaan Kadar Air Tanah... 52 3.4.2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah... 52 3.4.3 Pemeriksaan Batas Konsistensi Tanah... 54 3.4.4 Pemeriksaan Angka Pori, Berat Isi, Derajat Kejenuhan... 55 3.4.5 Pemeriksaan Analisa Saringan... 56 3.4.6 Pemeriksaan Analisa Hidrometer... 57 ix
3.4.7 Pengujian Pemadatan... 58 3.4.8 Pengujian Daya Dukung Tanah dengan CBR Laboratorium... 60 3.4.9 Pengujian Kuat Tekan Tanah dengan UCT... 62 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah Ekspansif... 64 4.2 Pemeriksaan Analisa Saringan dan Hidrometer... 65 4.3 Pemeriksaan Batas-batas Konsistensi Tanah dengan Penambahan Serbuk Marmer... 68 4.4 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah... 69 4.4.1 Pemeriksaan California Bearing Ratio... 69 4.4.1.1 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 0% Serbuk Marmer... 69 4.4.1.2 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 5% Serbuk Marmer... 71 4.4.1.3 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 10% Serbuk Marmer... 73 4.4.1.4 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 15% Serbuk Marmer... 75 4.4.1.5 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 20% Serbuk Marmer... 77 4.4.1.6 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 25% Serbuk Marmer... 79 4.4.2 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas... 82 4.4.2.1 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 0% Serbuk Marmer... 82 4.4.2.2 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 5% Serbuk Marmer... 83 4.4.2.3 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 10% Serbuk Marmer... 85 4.4.2.4 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 15% Serbuk Marmer... 86 4.4.2.5 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 20% Serbuk Marmer... 88 x
4.4.2.6 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 25% Serbuk Marmer... 90 4.5 Pemilihan Kadar Penambahan Serbuk Marmer... 93 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 94 5.2 Saran... 95 DAFTAR PUSTAKA... 96 xi
xi
DAFTAR PUSTAKA Bowles, Joseph E. 1984. Sifat-sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah, Jakarta: Erlangga. Bowles, Joseph E. 1991. Analisis dan Desain Pondasi, Jakarta: Erlangga. Bura, Pascarianto Putra. 2015. Potensi Pengembangan dan Aktivitas Tanah Kembang Susut Yang Distabilisasi Dengan Limbah Marmer, Tugas Akhir, Universitas Hasanudin Makassar. Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah Jilid 1, Jakarta: Erlangga. Departemen Pekerjaan Umum, Nomor 02/M/BM/2013, Manual Desain Perkerasan Jalan Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan SNI (SNI 03-1738-1989), Metode Pengujian CBR Lapangan Departemen Pekerjaan Umum, Nomor 003 01/BM/2006, Pekerjaan Tanah Dasar. Hardiyati, S. 2003. Studi Potensi Mengembang Kekuatan Tanah Lempung Ekspansif Dengan Dan Tanpa Kapur Akibat Siklus Berulang Basah- Kering, Tesis. Universitas Diponegoro Semarang. Hardiyatmo, Hary Christady. 2013. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan,.Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Harianto, Tri., dan Masri, Ahmad. 2016. Karakteristik Mekanis Tanah Kembang Susut Yang Distabilisasi Dengan Limbah Marmer. Dalam Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2016, pp. 293-430. Hatmoko, Jhon Tri., dan Lulie, Yohanes. 2007. UCS Tanah Lempung Ekspansif Yang Distabilisasi Dengan Abu Ampas Tebu Dan Kapur, Jurnal Teknik Sipil, Vol. 8, No. 1, Oktober 2007: 64-67. Seta, Wijaya. 2010. Perilaku Tanah Ekspansif Yang Dicampur Dengan Pasir Untuk Subgrade, Master Tesis, Universitas Dipenogoro Semarang.
Sudjianto, Agus Tugas. 2015. Tanah Ekspansif, Yogyakarta: Graha Ilmu. Sukirman, S. 1992. Perkerasan Lentur Jalan Raya, Bandung: Nova. Sutanto, Rachman. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah (Konsep dan Kenyataan), Yogyakarta: Kanisius. Terzaghi, Karl., dan B.Peck, Ralph. 1967. Mekanika Tanah dalam Praktek Rekayasa, Jakarta: Erlangga. Wardana, I Gusti Ngurah. 2009. Kelakuan Tanah Dengan Sifat Kembang-Susut Yang Tinggi Pada Stabilisasi Tanah Dengan Bahan Serbuk Marmer Dan Bahan Stabilia, Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, Vol. 13, No. 2, Juli 2009: 161 173.