TINJAUAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR DENGAN VARIASI DIAMETER Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Disusun oleh : MAR ENNI D 100 120 092
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i
ii
iii
Motto “Kekuatan tidak berasal dari kemenangan. Perjuangan andalah yang mendatangkan kekuatan. Jika anda melewati rintangan dan memutuskan untuk tidak menyerah, itulah kekuatan.” (Arnold Schawarzeneger)
“Kebahagiaan datang, jika kita berhenti mengeluh tentang kesulitan-kesulitan yang kita hadapi, dan mengucapkan terima kasih atas kesulitan-kesulitan yang tidak menimpa kita.” (H.R.Ali Bin Abi Thalib)
“Sesungguhnya kekayaan yang paling tinggi nilainya adalah akal, kemelaratan yang paling parah adalah kebodohan, kesepian yang paling menakutkan adalah bangga pada diri sendiri dan keturunan yang paling mulia adalah budi pekerti dan keluhurannya.” (H.R.Ali Bin Abi Thalib)
iv
PRAKATA Assalamualaikum Wr. Wb Alhamdulillah. Puji syukur atas rahmat dan karunia Allah SWT sehingga penulis mampu mneyelesaikan Tugas Akhir ini untuk mencapai derajat Sarjana S-1 di Universitas Muhammadiyah Surakarta. Tak lupa penulis samapiakn ucapan terimakasih kepada pihak-pihak yang berjasa atas selesainya Tugas Akhir ini, antara lain : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Phd sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Mochamad Solikin, ST, MT sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Kepada Dosen Pembimbing TA Bapak Agus Susanto, ST, MT, Renaningsih, MT, dan Ibu Senja Rum Harnaeni, ST, MT
Ibu Ir.
yang selama ini
meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini. Semoga menjadi amal jariyyah, Aamiin. 4. Bapak Aliem Sudjatmiko, ST, MT, selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberi arahan dan bimbingan. 5. Seluruh dosen Prodi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 6. Ir. Karim Fatchan, MT, sebagai kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Kepala Laboratorium Mekanika Tanah Program Studi Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusun menyadari bahwa penyusun laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Aamiin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. v
Persembahan Tugas Akhir ini saya persembahakan kepada : 1.
Kepada Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW.
2. Orang tua saya, ibuk Samiyem dan bapak Wardi yang senantiasa menyayangi,
selalu
memberi
semangat,
mengispirasi,
mendidik,
mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anakanaknya. 3. Kakak saya yang selalu memberikan dukungan dan memotivasi, Masoko, Mbak Ane, Mbak Asih, Mas Aris, Mbak Hanik dan
Mas Fajar.
Keponakan saya Dek Zio, Azka, Kak Aira sama Kak Khia. 4. Partner TA, Imam Malikhi dan Ai Anisa Permata Sari, Sahabatku Erwin, Eko, Laila, Lana, Desy, partner Kerja Praktek Putri dan Heru mereka yang selalu jengkel sama aku dan sabar mengahadapi kelemotanku, teman-teman Teknik Sipil 2012, dan juga sahabat M3. 5. Mbah putri, alm. mbah kakung, bulek wahyuni, paklek parno sama sepupu Febri, laily.
6. Prasetyo Choirul Anam yang selalu memberi warna dan cerita.
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………
i
LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………
ii
PERNYATAAN KEASLIAN ………………………………………………
iii
HALAMAN MOTTO …………………………………………………………
iv
PRAKATA ……………………………………………………………………… v PERSEMBAHAN……………………………………………………………….. vi DAFTAR ISI ……………………………………………………………………
vii
DAFTAR TABEL ………………………………………………………………. ix DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………. xi DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………..
xiii
ABSTRAKSI …………………………………………………………………….. xiv I.
II.
PENDAHULUAN ………………………………………………………
1
A. Latar Belakang ………………………………………………………
1
B. Rumusan Masalah ……………………………………………………
2
C. Tujuan Penelitian ……………………………………………………
3
D. Manfaat Penelitian……………………………………………………
3
E. Batasan Masalah …………………………………………………….
4
F. Keaslian Penelitian ………………………………………………….
5
TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………………….
6
A. Tanah Lempung Lunak ………………………………………………
6
B. Stabilitas Tanah ………………………………………………………
7
C. Pasir ………………………………………………………………….
8
D. Kapur…………………………………………………………………
8
vii
III.
IV.
V.
VI.
E. Kuat Geser Tanah ……………………………………………………
10
F. Tinjauan Penelitian Sejenis ………………………………………….
11
LANDASAN TEORI …………………………………………………..
11
A. Sifat Fisis Tanah ……………………………………………………
11
1. Berat Jenis Tanah (Spesific Gravity) ……………………………
11
2. Batas-batas Atterberg ……..……………………………………
12
B. Uji Kuat Geser Tanah ……………………………………………..
15
C. Stabilisasi Tanah Dengan Kolom Campuran Pasir Kapur …………
18
METODE PENELITIAN ……………………………………………
19
A. Tinjauan Umum ……………………………………………………
19
B. Bahan dan Lokasi Penelitian ………………………………………
19
C. Peralatan Penelitian …………………………………………………
19
D. Tahapan Penelitian …………………………………………………
29
ANLISIS DAN PEMBAHASAN ……………………………………..
32
A. Uji Sifat Fisis Tanah ……………………………………………….
32
1. Uji Berat Jenis (Gs) ……………………………………………
32
2. Uji batas-batas Atterberg ………………………………………
34
B. Uji Sifat Mekanis Tanah……………………………………………
38
1. Kohesi (c) ………………………………………………………
38
2. Sudut Gesek Dalam (φ) …………………………………………
41
3. Kuat Geser Tanah (τ) ……………………………………………
44
KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………….
45
A. Kesimpulan ………………………………………………………….
46
B. Saran …………………………………………………………………
47
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1
Specific Gravity (Gs) pada macam-macam tanah …………….….. 12
Tabel 3.2
Nilai indeks plastisitas dan macam tanah ………………………… 15
Tabel 5.1
Hasil uji berat jenis tanah menggunakan kolom campuran pasir kapur pada jarak pengambilan sampel 16,6 cm…………………… 32
Tabel 5.2
Hasil uji berat jenis tanah menggunakan kolom campuran pasir kapur pada jarak pengambilan sampel 33,33 cm …………………. 32
Tabel 5.3
Hasil uji berat jenis tanah menggunakan kolom campuran pasir kapur pada jarak pengambilan sampel 50 cm …………………….. 33
Tabel 5.4
Hasil uji batas- batas Atterberg pada kolom campuran pasir kapur pada jarak 16,67 cm ………………………………………………. 34
Tabel 5.5
Hasil uji batas- batas Atterberg pada kolom campuran pasir kapur pada jarak 33,33 cm ………………………………………………. 34
Tabel 5.6
Hasil uji batas- batas Atterberg pada kolom campuran pasir kapur pada jarak 50 cm ………………………………………………….. 34
Tabel 5.7
Hasil nilai kohesi (c) pada jarak pengambilan sampel 16,67 cm … 38
Tabel 5.8
Hasil nilai kohesi (c) pada jarak pengambilan sampel 33,33 cm … 39
Tabel 5.9
Hasil nilai kohesi (c) pada jarak pengambilan sampel 50 cm …..... 39
Tabel 5.10
Hasil nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan sampel 16,67 cm ………………………………………………….. 41
Tabel 5.11
Hasil nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan
ix
sampel 33,33 cm ………………………………………………….. 41 Tabel 5.12
Hasil nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan sampel 50 cm ……………………………………………………… 42
Tabel 5.13
Hasil nilai tegangan geser (τ) dengan variasi diameter dan jarak pengambilan sampel ……...…………............................................. 44
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1
Batas konsistensi tanah kohesif …………………………………… 12
Gambar 3.2
Kriteria kegagalan Mohr dan Coulomb …………………………… 17
Gambar 3.3
Skema contoh tanah setelah tergeser dan skema pengujian ………. 17
Gambar 4.1
Kotak tempat pengujian …………………………………………... 20
Gambar 4.2
Sketsa kotak tempat pengujian tampak atas ………………………. 20
Gambar 4.3
Sketsa kotak tempat pengujian tampak 3 dimensi ………………... 21
Gambar 4.4
Satu set alat uji berat jenis ………………………………………… 22
Gambar 4.5
Satu set alat uji batas cair (LL) …………………………………… 23
Gambar 4.6
Satu set alat uji batas palstis (PL) ……………………………….... 24
Gambar 4.7
Satu set alat uji batas susut (SL) ………………………………….. 26
Gambar 4.8
Satu set alat uji kuat geser ………………………………………… 28
Gambar 4.9
Bagan alir penelitian ……………………………………………… 31
Gambar 5.1
Grafik hubungan antara nilai Specific Gravity (Gs) dengan variasi diameter kolom …………………………………………………… 33
Gambar 5.2
Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi diameter kolom …………………………………………………… 35
Gambar 5.3
Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi diameter kolom …………………………………………………… 35
Gambar 5.4
Grafik hubungan antara nilai batas susut (SL) dengan variasi diameter kolom …………………………………………………... 36
xi
Gambar 5.5
Grafik hubungan antara nilai plastisitas indeks (PI) dengan variasi diameter kolom ……………………………………............ 36
Gambar 5.6
Grafik hubungan nilai kohesi (c) dengan jarak pengambilan sampel 16,67 cm ………………………………………………….. 38
Gambar 5.7
Grafik hubungan nilai kohesi (c) dengan jarak pengambilan sampel 33,33 cm ………………………………………………… 39
Gambar 5.8
Grafik hubungan nilai kohesi (c) dengan jarak pengambilan sampel 50 cm ……………………………………………………………… 40
Gambar 5.9
Grafik hubungan nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan sampel 16,67 cm ……………………………………. 41
Gambar 5.10 Grafik hubungan nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan sampel 33,33 cm …………………………………… 42 Gambar 5.11 Grafik hubungan nilai sudut gesek dalam (φ) dengan jarak pengambilan sampel 50 cm ………………………………………. 42 Gambar 5.12 Grafik hubungan antara dengan nilai kuat geser tanah (τ) dengan variasi diameter kolom ………………………………………………
xii
44
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil Uji Berat Jenis (Specific Gravity) Lampiran 2 Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Lampiran 3 Hasil Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) Lampiran 4 Foto Dokumentasi
xiii
TINJAUAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR DENGAN VARIASI DIAMETER ABSTRAK Menurut penelitian yang dilakukan oleh Merdhiyanto (2015) tanah di Desa Troketon Kecamatan Pedan Kabupaten Klaten termasuk dalam A-7-6 yaitu lempung lunak dengan plastisitas tinggi. Hal tersebut mengakibatkan kerusakan struktur bangunan yang berada di atasnya seperti fenomena jalan retak-retak, ambles dan bergelombang. Salah satu cara mengatasi masalah tersebut dilakukan stabilisasi tanah dengan menggabungkan dua bahan material pasir dan kapur. Pada penelitian ini dilakukan stabilisasi tanah dari Desa Troketon Kecamatan Pedan Kabupaten Klaten menggunakan kolom campuran pasir kapur dengan variasi diameter. Pengujian ini ditinjau dari parameter kuat geser yaitu nilai kohesi (c) dan nilai sudut gesek dalam (φ). Hasil penelitian menunjukkan bahwa stabilisasi dengan kolom campuran pasir kapur nilai kohesi (c) paling tinggi yaitu sebesar 0,3534 kg/cm2, nilai sudut gesek dalam (φ) paling tinggi sebesar 7,03 o dan nilai kuat geser meningkat hingga 0,554 kg/cm2. Pada penelitian ini semakin besar diameter yang dipakai nilai kohesi (c), nilai sudut gesek dalam (φ) dan nilai kuat geser tanah (τ) semakin menurun, dengan demikian diameter kolom campuran pasir kapur yang paling efektif pada diameter 10 cm.
Kata kunci: tanah lempung lunak, stabilisasi, kolom campuran pasir kapur, kuat geser tanah, kohesi , sudut geser dalam . ABSTRACT According to research conducted by Merdhiyanto (2015) soil in the village Troketon Pedan Regency of Klaten included in the A-7-6 is soft clay with high plasticity. It resulted in structural damage to buldings located thereon such as the phenomenon of road cracks, subsidence and bumpy. One way to overcome these problems do soil stabilization by combining two materials of sand and lime. In this research, soil stabilization of the Troketon Village of Klaten Regency Pedan using a mixture of sand lime column with variation diameter. This test in terms of shear strength parameters of a value of cohesion (c) and angle friction (φ). The results show that stabilization with mixture of sand lime column value of cohesion (c) the most highest at 0,3534 kg/cm2, the value of angle friction at 7,030 and the value of shear strength at 0,554 kg/cm2 . In this study, the larger the diameter of the used value of cohesion (c) and the friction angle (φ) decrease, thus diameter of column a mixture of sand lime is the most effective at a diameter of 10 cm. Keywords : soft clay soil, stabilization, lime sand mixture column, the shear strength, cohesion , the friction angle.
xiv
