PENGARUH METODE ELEKTROOSMOSIS TERHADAP TEKANAN AIR PORI PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR DENGAN ABU AMPAS TEBU The effect of Electroosmosis Method toward Pore Water Pressure in Mixed Clay with Begasse Ash SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
IVANO ABRAHAM HENDRARTO NIM I1107015
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH METODE ELEKTROOSMOSIS TERHADAP TEKANAN AIR PORI PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR DENGAN ABU AMPAS TEBU The effect of Electroosmosis Method toward Pore Water Pressure in Mixed Clay with Begasse Ash
Disusun oleh :
IVANO ABRAHAM HENDRARTO NIM I1107015 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST. MT. NIP. 19690903 199702 2 001
Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 198403 2 007
ii
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH METODE ELEKTROOSMOSIS TERHADAP TEKANAN AIR PORI PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR DENGAN ABU AMPAS TEBU The effect of Electroosmosis Method toward Pore Water Pressure in Mixed Clay with Begasse Ash Disusun oleh :
IVANO ABRAHAM HENDRARTO NIM I1107015 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada Hari Tanggal
: Kamis : 13 Februari 2014
Tim Penguji Pendadaran : 1. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT NIP. 19690903 199702 2 001
__________________
2. Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 198403 2 007
__________________
3. Dr. Techn. Ir. Sholihin As’ad, MT NIP. 19671001 199702 1 001
__________________
4. Yusep Muslih Purwana, S.T.,M.T., P.hD. NIP. 19680702 199502 1 001
__________________
Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Disahkan, Ketua Program S1 Non Reguler Jurusan Teknik Sipil
Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001
Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19680912 199702 1 001 iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Terima kasih J
iv
ABSTRAK
IVANO ABRAHAM HENDRARTO, 2014, Pengaruh Metode Elektroosmosis Terhadap Tekanan Air Pori pada Tanah Lempung yang dicampur dengan Abu Ampas Tebu. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Suatu konstruksi yang didirikan di atas tanah akan mengalami berbagai masalah Geoteknik, salah satu penyebabnya adalah hilangnya lekatan antara butiran tanah. Salah satu metode yang efektif untuk menurunkan kandungan air tanah adalah metode elektroosmosis. Stabilisasi tanah kimiawi merupakan metode untuk memperbaiki tanah dengan menambah bahan pencampur agar terjadi proses kimia yang mengikat air. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi beda potensial listrik pada metode elektroosmosis terhadap tekanan air pori pada tanah lempung yang dicampur dengan abu ampas tebu pada penerapan beban awal dan tanpa beban awal. Metode elektroosmosis merupakan metode drainase menggunakan listrik arus searah yang bertujuan mengurangi kandungan air dalam tanah. Pada pengujian ini menggunakan model fisik berbentuk box kaca berukuran 40 x 30 x 15 cm dan lempengan tembaga sebagai penghantar arus listrik. Sampel model dialiri listrik searah (DC) dengan beda potensial 0, 3, 6, 9, 12 Volt serta dilakukan penerapan beban awal dan tanpa beban awal. Bahan tambah yang digunakan adalah abu ampas tebu sebanyak 10 % dari berat sampel tanah. Pengamatan tekanan air pori dilakukan dengan mengukur ketinggian air setiap 24 jam selama 3 hari. Hasil dari analisis menunjukkan pada metode elektroosmosis tanpa beban awal, penggunaan abu ampas tebu pada tanah lempung mengakibatkan penurunan tekanan air pori lebih banyak dibanding pengujian pada tanah lempung tanpa abu ampas tebu. Pada metode elektroosmosis dengan penerapan beban awal, penggunaan abu ampas tebu pada tanah lempung kurang efektif karena penurunan tekanan air pori yang terjadi relatif sama dengan pengujian pada tanah lempung tanpa abu ampas tebu. Pada metode elektroosmosis dengan penerapan beban awal dan tanpa beban awal terhadap tanah lempung ditambah abu ampas tebu, penerapan variasi beda potensial yang semakin tinggi berpengaruh terhadap penurunan tekanan air pori.
Kata kunci: elektroosmosis, abu ampas tebu, tekanan air pori, beban awal
v
ABSTRACT
IVANO ABRAHAM HENDRARTO, 2014, The effect of Electroosmosis Method toward Pore Water Pressure in Mixed Clay with Bagasse Ash. Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. A construction that was built on the land will experience a variety of Geotechnical problems, one reason is the loss of coherence between the grains of soil. One effective method to reduce the water content of the soil is a method electroosmosis. Chemical soil stabilization is a method to improve the soil by adding mixing ingredients for a process of chemical binding of water. This study aimed to determine the effect of variations in the electrical potential difference electroosmosis method for pore water pressure in the clay soil mixed with bagasse ash with initial load and without initial load application. Electroosmosis method is a drainage method of using direct current electricity which aims to reduce the water content in the soil. In this test using physical models shaped glass box measuring 40 x 30 x 15 cm and copper plates as a conductor of electric current. Models given an electrical charge (DC) with a potential difference 0, 3, 6, 9, 12 Volt and applied initial load and without initial load. Added material used is bagasse ash as much as 10 % of the weight of the soil sample. Pore water pressure observations done by measuring water level every 24 hours for 3 days. Results of the analysis show the electroosmosis method without initial load, use of bagasse ash clay resulted in a decrease in pore water pressure more than the test on clay without bagasse ash. In electroosmosis method with the application of the initial load, the use of bagasse ash in clay soil is less effective due to decreased pore water pressures were relatively the same as test on clay without bagasse ash. In electroosmosis test with and without the application of an initial load on the clay plus bagasse ash, the higher application of a potential difference variations effect on the pore water pressure drop.
Keywords: electroosmosis, bagasse ash, pore water pressure, initial load
vi
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT Tuhan semesta alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Metode Elektroosmosis Terhadap Tekanan Air Pori pada Tanah Lempung yang dicampur dengan Abu Ampas Tebu.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT dosen pembimbing I dan Ir. Noegroho Djarwanti, MT selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, serta kedua orang tua, keluarga besar penulis, dan rekan-rekan mahasiswa Universitas Sebelas Maret Surakarta yang selalu berdoa dan memberikan motivasi kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata penulis berharap skripsi ini dapat memberikan wawasan dan pengetahuan kepada para pembaca pada umumnya dan pada penulis pada khususnya.
Surakarta, 23 Januari 2014
Ivano Abraham H.
vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .........................................................................................i HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................iv ABSTRAK .........................................................................................................v ABSTRACT.......................................................................................................vi KATA PENGANTAR.......................................................................................vii DAFTAR ISI......................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................xi
BAB I 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 II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka.........................................................................4 2.2. Landasan Teori ...........................................................................5 2.2.1. Tanah Lempung ...............................................................5 2.2.2. Air Tanah .........................................................................6 2.2.3. Stabilisasi Tanah ..............................................................6 2.2.4. Abu Ampas Tebu .............................................................7 2.2.5. Elektroosmosis ................................................................. 9 2.2.6. Metode Penerapan Beban Awal......................................10 2.2.7. Tekanan Air Pori..............................................................11 2.2.8. Penerapan Metode Elektroosmosis................................. 12
viii
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Persiapan Alat dan Bahan ..........................................................14 3.3.1. Model Elektroosmosis .....................................................14 3.3.2. Peralatan Tambahan ........................................................15 3.3.3. Bahan Pengujian ..............................................................16 3.2. Identifikasi Awal ........................................................................17 3.3.1. Pengujian Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) ............17 3.3.2. Pengujian Distribusi Ukuran Butiran Tanah (Grain Size Analysis)..............................................................................17 3.3.3. Pengujian Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit) . 17 3.3. Pengujian Utama.........................................................................18 3.3.1. Persiapan Sampel.............................................................18 3.3.2. Penjenuhan Sampel..........................................................18 3.3.3. Stabilisasi Tanah Lempung.............................................19 3.3.4. Pengujian Elektroosmosis ...............................................20 3.3.4.1. Uji Elektroosmosis Tanpa Beban Awal ...........20 3.3.4.2. Uji Elektroosmosis dengan Penerapan Beban Awal .....................................................................20 3.5.5. Pengujian Tekanan Air Pori ............................................22 3.5.6. Proses Analisis ................................................................. 22 3.3. Alur Penelitian ............................................................................23
BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1. Hasil Uji Klasifikasi Tanah ........................................................24 4.1. Pengujian Utama.........................................................................26 4.2.1. Hubungan Tekanan Air Pori Metode Elektroosmosis dengan Penerapan Tanpa Beban Awal pada Tanah Lempung dan Tanah Lempung ditambah Abu Ampas Tebu .. 26 4.2.2. Hubungan Tekanan Air Pori Metode Elektroosmosis dengan Penerapan Beban Awal pada Tanah Lempung dan Tanah Lempung ditambah Abu Ampas Tebu ..........................28
ix
4.2.3. Hubungan Tekanan Air Pori Metode Elektroosmosis dengan Penerapan Beban Awal dan Tanpa Beban Awal pada Tanah Lempung ditambah Abu Ampas Tebu .................30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .................................................................................32 5.1. Saran ............................................................................................32
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................34
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Prinsip Metode Elektroosmosis ..............................................9
Gambar 2.2.
Penggunaan Beban Awal .........................................................10
Gambar 3.1.
Model Uji Elektroosmosis .......................................................15
Gambar 3.2.
Multimeter Digital ....................................................................15
Gambar 3.3.
Abu Ampas Tebu ......................................................................16
Gambar 3.4.
Mencampur tanah lempung dengan abu ampas tebu..............19
Gambar 3.5.
Uji Elektroosmosis tanpa beban awal .....................................20
Gambar 3.6.
Uji Elektroosmosis dengan penerapan beban awal ................21
Gambar 3.7.
Lokasi penempatan sedotan pada model................................. 22
Gambar 3.8.
Diagram alur penelitian ............................................................23
Gambar 4.1.
Kurva Distribusi Ukuran Butiran Tanah ................................. 24
Gambar 4.2.
Grafik Plastisitas Unified System of Classification (USCS) .. 25
Gambar 4.3.
Grafik prosentase tekanan air pori uji elektroosmosis tanpa beban awal pada tanah lempung dan tanah lempung dicampur abu ampas tebu.........................................................27
Gambar 4.4.
Grafik prosentase tekanan air pori uji elektroosmosis dengan penerapan beban awal pada tanah lempung dan tanah lempung dicampur abu ampas tebu ...............................29
Gambar 4.5.
Grafik prosentase tekanan air pori uji elektroosmosis dengan penerapan beban awal dan tanpa beban awal pada tanah lempung ditambah abu ampas tebu ...............................30
xi
