TINJAUAN JARAK PENGAMBILAN SAMPEL PADA TANAH LEMPUNG LUNAK DARI Ds. JONO Kec. TANON Kab. SRAGEN YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM PASIR
Tugas Akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Diajukan Oleh :
MARTEN RAMADLAN WIDHI SATRIYANA NIM : D100 100 004
Kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2014 i
Tugas Akhir
4 Desember 2014
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama NIM Program Studi Judul Skripsi
: MARTEN RAMADLAN WIDHI SATRIYANA : D 100 100 004 : S1 - TEKNIK SIPIL : TINJAUAN JARAK PENGAMBILAN SAMPEL PADA TANAH LEMPUNG LUNAK DARI Ds. JONO Kec. TANON Kab. SRAGEN YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM PASIR
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat dan serahkan ini, merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan – kutipan dan ringkasan – ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari dan atau dapat dibuktikan bahwa skripsi ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang diberikan oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Surakarta, 4 Desember 2014
Marten Ramadlan Widhi Satriyana
iii
MOTTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha mengetahui apa yang kamu kerjakan (Al-Mujadillah:11) Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan ( Asy-Syarh:5) “Kemenangan (keberhasilan) hanya dapat dicapai dengan kesabaran. (HR. Tirmidzi)” “Hari ini harus lebih baik dari pada hari kemarin, apabila hari ini lebih buruk atau sama dengan hari kemarin merupakan suatu kerugian” “infiruu khifaafaw-watsiqoolaw-wajaahiduu bi amwaalikum wa anfusikum fii sabiilillaah..” (QS. At-Taubah: 41)
“Tuntutlah ilmu dari buaian hingga ke liang lahat” “Dengan ilmu hidup menjadi terang, dengan iman hidup menjadi tentram dan dengan islam hidup menjadi selamat”
iv
PERSEMBAHAN Dalam kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan Laporan Tugas Akhir ini sampai selesai, antara lain : 1. Allah SWT atas nikmat iman dan islam yang diberikan kepada saya. 2. Rasulullah SAW yang telah merubah hidup manusia dari penindasan menuju kepedulian, mendobrak pintu jahiliyah menuju islamiyah. 3. Orang tua saya, yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik, mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anak-anaknya. 4. Seluruh keluarga saya, terima kasih atas dukungan yang telah diberikan. 5. Kepada dosen-dosen pembimbing TA bapak H. Anto Budi Listyawan, S.T. M.Sc., Ibu Ir. Renaningsih, M.T., dan bapak Agus Susanto, S.T, M.T., yang selama ini meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini semoga amal bapak ibu menjadi amal jariah.amien. 6. Keluarga besar Teknik Sipil 2010 Semoga suatu saat kita dipertemukan kembali.
v
PRAKATA
Assalamu’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 peryaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Program Studi Teknik Fakultas Teknik 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. Sri Sunarjono, M.T. PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Dr. Mochamad Solikin, selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3) Bapak H. Anto Budi Listyawan, S.T. M.Sc. selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan dorongan, arahan,. serta bimbingan dan nasehat. 4) Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Pembimbing Pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehat. 5) Bapak Agus Susanto, S.T, M.T., selaku Dosen Penguji, yang telah memberikan bimbingan, masukan dan pengarahan. 6) Bapak Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberi dorongan, arahan serta bimbingan.
vi
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang diberikan. 8) Ibu dan Bapak serta keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih saying yang telah diberikan selama ini, semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas. 9) Teman-teman seperjuanganku Dicky Luthfiarta, rekan-rekan penghuni laboratorium Tony, Fajar, Ardhi, Fuad Hasan Feby, Doni serta teman-teman yang telah banyak membantu dan memberi semangat Lilik Riyanti, Achmad Hercahyo, Dede Agi Kusuma, Rintis Perwita, Nanang Harjianto, Bagas Belagama, Eko Ari Wibowo, Dody Bangun Raharjo, Vipa Teknika, Windi, Lia, Erna , Sapto, terima kasih atas kerjasama dan bantuannya. 10) Dan rekan-rekan Sipil Angkatan 2010 yang tidak dapat disebut satu persatu, terima kasih atas dukungannya. 11) Semua pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu keritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amiin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, …………….2014
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .............................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii PERNYATAAN KEABSAHAN ........................................................................ iii HALAMAN MOTTO ......................................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... v PRAKATA.......................................................................................................... vi DAFTAR ISI.................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xiv ABSTRAKSI .................................................................................................. xvii
BAB I
PENDAHULUAN ............................................................................... 1 A. Latar Belakang ............................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ........................................................................... 2 C. Tujuan Penelitian ............................................................................ 2 D. Manfaat penelitian .......................................................................... 3 E. Batasan Masalah ............................................................................. 3 F. Keaslian Penelitian .......................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5 A. Tanah Lempung Lunak ................................................................... 5 B. Stabilitas Tanah .............................................................................. 6 C. Pasir ................................................................................................ 7 D. Drainase Vertikal ............................................................................ 7 E. Tinjauan Penelitian Sejenis ............................................................. 8 viii
BAB III LANDASAN TEORI .......................................................................... 9 A. Sifat-Sifat Fisis Tanah..................................................................... 9 1. Analisis Distribusi Butir ............................................................... 9 2. Atterberg Limits (Batas Atterberg) ................................................ 9 B. Sifat-Sifat Teknis ............................................................................ 9 1. Konsolidasi................................................................................. 10 1.1.Proses Konsolidasi ................................................................ 10 1.2.Konsolidasi Pada Suatu Tanah .............................................. 13 1.2.1. Konsolidasi Normal ( Normally Consolidated) ............ 13 1.2.2. Preconsolidated .......................................................... 14 1.2.3. Tanah Under Consolidated .......................................... 15 1.2.4. Tanah Teoritis ............................................................. 15 1.3. Uji Konsolidasi Tanah (Consolidation Test) ......................... 15 1.4. Koefisien Konsolidasi Coeffisient of Consolidation (Cv)...... 16 1.4.1. Grafik Hubungan Antara Penurunan Skala Linier dan Waktu Skala Logaritma (Log – Time Fitting Method) 16 1.4.2. Grafik Hubungan Antara Penurunan Skala Linier dan Akar Waktu (Square Root of Time Method) ............... 18 2. Indeks Pemampatan Tanah (Compression Indeks, Cc) ............... 20 3. Penurunan Konsolidasi (Settlement Consolidation) .................... 21 4. Stabilitas Tanah Dengan Kolom Pasir ........................................ 21
BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................. 23 A. Uraian Umum................................................................................ 23 B. Lokasi Penelitian ........................................................................... 23 C. Bahan Yang Digunakan ................................................................. 23 D. Alat Yang Digunakan .................................................................... 23 E. Tahapan Pengujian ........................................................................ 26
ix
BAB V PEMBAHASAN ............................................................................... 30 A. Uji Sifat Fisis Tanah ..................................................................... 30 B. Uji Sifat Mekanis Tanah ............................................................... 30 1. Pengujian Konsolidasi .............................................................. 30 2. Pengujian Compression Index (Cc) ........................................... 32 3. Pengujian Penurunan Konsulidasi (Sc) ..................................... 33 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 35 A. Kesimpulan .................................................................................. 35 B. Saran ............................................................................................ 36 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar III.1. Ilustrasi penurunan tanah lempung dan tanah pasir ...................... 11 Gambar III.2. Sifat Khusus Grafik Hubungan ∆H Terhadap Log t ..................... 13 Gambar III.3. Tampang Tanah Pada Konsolidasi Normal .................................. 13 Gambar III.4. Tampang Tanah Pada Kondisi Preconsolidated ........................... 14 Gambar III.5. Penempatan Sampel Pada Uji Konsolidasi ................................... 15 Gambar III.6. Hubungan Antara Penurunan Skala Linier dan Waktu Skala Logaritma.................................................................................... 17 Gambar III.7. Hubungan Antara Penurunan Skala Linier dan Akar Waktu ........ 18 Gambar III.8. Hubungan Antara Angka Pori (e) Terhadap Log p ...................... 20 Gambar III.9. Pemasangan Kolom Pasir di Lapangan ....................................... 22 Gambar IV.1. Kotak Tempat Pengujian ............................................................ 24 Gambar IV.2. Sketsa kotak Tempat Pengujian Tampak Atas ............................. 24 Gambar IV.3. Sketsa kotak Tempat Pengujian Tampak 3 Dimensi .................... 25 Gambar IV.4. Alat-alat Uji Konsolidasi ............................................................ 26 Gambar IV.5. Gambar Bagan Alir Penelitian ..................................................... 29 Gambar V.1. Grafik Hubungan Variasi Jarak Pengambilan Sampel Dari Kolom Pasir Terhadap Nilai Cv .............................................................. 31 Gambar V.2. Grafik Hubungan Variasi Jarak Pengambilan Sampel Dari Kolom Pasir Terhadap Nilai Cc............................................................... 33 Gambar V.3. Grafik Hubungan Variasi Jarak Pengambilan Sampel Dari Kolom Pasir Terhadap Nilai Sc ............................................................... 34
xi
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel III.1. Hubungan persen konsolidasi dan Time factor ............................. 19 Tabel V.1. Hasil pengujian tanah Tanon ......................................................... 30 Tabel V.2. Hasil pengujian konsolidasi ........................................................... 31 Tabel V.3. Nilai compression index (Cc) ........................................................ 32 Tabel V.4. Nilai penurunan konsolidasi (Sc) ................................................... 34
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah jarak 16,67 cm dari kolom pasir (Kiri)......................................................................L-1 Lampiran 2. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah jarak 16,67 cm dari kolom pasir (Kanan) ..................................................................L-2 Lampiran 3. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah jarak 33,33 cm dari kolom pasir (Kiri)......................................................................L-3 Lampiran 4. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah jarak 33,33 cm dari kolom pasir (Kanan) ..................................................................L-4 Lampiran 5. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah jarak 50 cm dari kolom pasir ..............................................................................L-5 Lampiran 6. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah tanpa kolom pasir (I).....L-6 Lampiran 7. Pemeriksaan Konsolidasi sampel tanah tanah kolom pasir (II) ...L-7
xiii
DAFTAR NOTASI
Cv
= Koefisien konsolidasi (cm2/detik)
Cc
= Indeks pemampatan tanah
e0
= Angka pori awal pengujian
H
= Tebal Lapisan (Cm)
e1
= Angka pori akhir pengujian
P’1
= Tekanan efektif pada tanah compressible sebelum ada beban
P’2
= Tekanan efektif pada tanah compressible sesudah ada beban
Sc
= Penurunan Konsolidasi (Cm)
Tv
= Bilangan tak berdimensi
T50
= Waktu yang diperliukan untuk mencapai konsolidasi 50 % (detik)
t90
= Waktu yang diperliukan untuk mencapai konsolidasi 90 % (detik)
xiv
ABSTRAKSI Fenomena permukaan jalan yang bergelombang serta badan jalan yang mengalami penurunan adalah masalah yang sering terjadi di Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen. Hal ini disebabkan oleh tanah yang mengalami penyusutan pada saat kering dan mengembang pada saat basah yang sering disebut dengan tanah ekspansif. Salah satu cara yang digunakan untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan stabilisasi pada tanah tersebut dengan cara mempercepat proses konsolidasi. Penggunaan kolom pasir adalah salah satu cara untuk mempercepat proses konsolidasi tanah lempung ekspansif.Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh stabilisasi kolom pasir terhadap tanah lempung lunak dari Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen ditinjau dari nilai koefisien konsolidasi tanah (Cv), Compression Index (Cc) dan penurunan konsolidasi (Sc). Variasi jarak pengambilan sampel adalah 16,67 cm; 33,33 cm dan 50 cm dari kolom pasir, selain itu juga menggunakan sampel tanah tanpa stabilisasi kolom pasir. Dari hasil pengujian menunjukkan, semakin dekat jarak pengambilan sampel dari kolom pasir maka nilai Cv cenderung naik, pada sampel tanah dengan menggunakan kolom pasir nilai maksimum Cv terjadi pada pengambilan sampel dengan jarak 16,67 cm dari kolom pasir sebesar (0,00960 cm2/dt), sedangkan nilai Cv terkecil terjadi pada sampel tanah tanpa menggunakan stabilitas kolom pasir yakni sebesar (0,00214 cm2/dt). Sedangkan nilai Compression Index (Cc) pada sampel tanah dengan menggunakan kolom pasir tertinggi terjadi pada pada pengambilan sampel dengan jarak 50 cm dari kolom pasir sebesar (0,481). Pada penelitian ini nilai Compression Index (Cc) tertinggi terjadi pada pada pengambilan sampel tanah tanpa stabilisasi kolom pasir sebesar (0,574)., nilai Compression Index (Cc) terendah terjadi pada sampel tanah dengan menggunakan stabilitas kolom pasir pada jarak pengambilan sampel 16,67 cm dari kolom pasir sebesar (0,301). Sedangkan nilai penurunan konsolidasi (Sc) semakin besar, pada sampel tanah dengan menggunakan kolom pasir nilai terkecil Sc terjadi pada pengambilan sampel dengan jarak 16,67 cm dari kolom pasir sebesar (0,296 cm) dan nilai Sc maksimum terjadi pada pengambilan sampel dengan jarak 50 cm dari kolom pasir sebesar (0,463 cm). Sedangkan nilai Sc terbesar terjadi pada sampel tanah tanpa menggunakan stabilitas kolom pasir yakni sebesar (0,542 cm). Kata kunci : ekspansif, konsolidasi, compression index, penurunan konsolidasi
xv
