TINJAUAN VARIASI DIAMETER KOLOM KAPUR TERHADAP KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh: AIAN NISA PERMATA SARI NIM : D100 120 016
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
MOTTO
“Barang siapa menuntut ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan menuju surga……” (H.R Muslim) “Jangan Sia-siakan waktu dan kesempatan, suatu saat kamu tidak akan kembali pada masa itu dan kesempatan tidak datang lagi” (Penulis)
“Diri sendiri adalah musuh terbesarmu” (Penulis)
iv
PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk : 1. Bu Sri, ibu yang selalu berharap anaknya segera lulus dan bekerja. Ini persembahan yang dari anak mu yang mencintai mu
dan
menyayangimu,
walaupun
tidak
suka
mengungkapkan secara langsung, ini adalah tanda sayang ku kepada ibu. 2. Pak Marno, ini persembahan untuk beliau yang akan pesiun. 3. Buat kakak-kakak ku, mas eko, mas alba yang telah memberikan dorongan agar mendapatkan pendidikan yang lebih tinggi. Mbak dwi yang selalu menjadi tempat berkeluh kesah dan memberikan support agar cepat selesaikan tugas akhir ini. 4. Buat paklek dan bulek ku di mana-mana, yang kemarin pada tanya kapan lulus, ini pembuktian aku lulus. 5. Buat dosen pembimbing dan penguji, pak anto, pak agus, bu rena yang telah membantu dan mensupport dengan ilmu yang dimiliki. 6. Imam
dan
marni
alias
eno
yang
bersama-sama
menyelesaikan tugas akhir ini dengan kekonyolan, capek, wara wiri, seneng. 7. Solekan, rasuma, rondi, niat, mahayu,
mukti,
eni
dan
permadi, yoga, slamet,
anak-anak
kontrakan
yang
membantu mendapatkan tanah, angkat-angkat, makasih banyak yaaaa.... 8. Buat dessy, laila, lana, erwin, annas, eko, yogik yang udah menjadi teman dan sahabat yang baik, bantuin tenaga kalian buat kesana kemari. Terima kasih atas 4 tahun ini v
telah menjadi tempat curhat dan keseruan. Mas andy yang sudah
menjadi kakak yang baik, tempat mendapatkan
pengalaman yang baik dan buruk hahaha. 9. Teman-teman
seperjuangan
tugas
akhir
yang
banyak
banget, semoga dapat menyelesaikan dengan baik. Buat kakak-kakak angkatan yang tidak bisa disebutkan satusatu, terima kasih atas sarannya. Buat adik-adik ku di KMTS, terima kasih atas doanya. 10.
Untuk
KMTS yang
menjadi
tempat selalu penuh
kebahagian, dan pengalaman. Dari awal masuk hingga menjadi
demisioner, pengalaman dan ilmu yang tidak
pernah pudar sampai sekarang. Menjadi tempat terbaik untuk softskill organisasi yang luar biasa. 11.
Buat tim PKM saya, terkhusus buat Pak Ujianto yang
menjadi pembimbing dan dosen yang luar biasa, mau wara wiri, konsul jam 12 malam, dan perhatian dengan kondisi mahasiswanya. Buat temen KP saya, dessy, annas, ichwan (tempat boncengan ke KP yang luar biasa jauh). Buat Asisten Mektan, Asisten Lab, mas joko lab, mba uut lab, dwi yulianto, si kembar eni evi, rendra dan ridwan.
vi
PRAKATA Assaalammualaikum Wr. Wb Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa penelitian laboratorium yang berjudul “Tinjauan Variasi Diameter Kolom Kapur Terhadap Kuat Geser Tanah Lempung Lunak”. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1
pada Fakultas Teknik
Jurusan Teknik
Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada smua
pihak
yang
telah
memberikan
dukungan
sehingga
penyusun
dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1)
Bapak Ir.Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2)
Bapak Mochamad Solikhin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Program Studi Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Akademik.
3)
Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4)
Bapak Anto Budi Listyawan, ST., M.Sc. Akhir
yang
telah
memberikan
dorongan,
nasehatnya.
vii
selaku Pembimbing Utama Tugas arahan
serta
bimbingan
dan
5)
Bapak Agus Susanto, S.T., M.T. selaku Pembimbing Pendamping Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
6)
Ibu Ir. Renaningsih, M.T. selaku anggota tim Penguji.
7)
Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8)
Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
9)
Kepada Orang Tua dan Keluarga yang telah memberikan dorongan serta nasehatnya.
10) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian 11) Pihak-pihak lain yang tidak bias penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin. Wassalamu’alaikum Wr Wb. Surakarta, Agustus 2016
Penyusun
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................................
iii
HALAMAN MOTTO .................................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
v
PRAKATA ...................................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ....................................................
xvi
ABSTRAKSI ................................................................................................
xvii
BAB I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang ..........................................................................
1
B. Rumusan Masalah.......................................................................
2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................
2
D. Batasan Masalah.........................................................................
3
E. Keaslian Penelitian......................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah Lempung Lunak...............................................................
5
B. Stabilisasi Tanah .......................................................................
5
C. Kapur..........................................................................................
6
D. Kuat Geser Tanah .......................................................................
6
E. Tinjauan Penelitian Sejenis ........................................................
7
ix
BAB III LANDASAN TEORI A. Sifat-sifat Fisis Tanah................................................................
8
1. Berat jenis tanah (specific gravity).....................................
8
2. Kadar air (w).......................................................................
9
3. Batas-batas Atterberg ......................................................... 10 1) Batas cair (Liquid Limit) .............................................. 10 2) Batas plastis (Plastic Limit))………………………...
10
3) Batas susut (Shrinkage Limit)………………………... 10 4) Indeks plastisitas (Plasticity Indeks)………………...
11
B. Kuat Geser Tanah...................................................................... 11
BAB IV METODE PENELITIAN A. Uraian Umum ............................................................................. 15 B. Lokasi Penelitian ...................................................................... 15 C. Bahan yang Digunakan ............................................................. 15 D. Alat yang Digunakan ................................................................ 16 1. Uji sifat fisis tanah ................................................................. 16 1a). Uji berat jenis tanah (specific gravity) .......................... 16 1b). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits) ................ 18 2. Uji Kuat Geser Tanah ............................................................ 21 E. Tahapan Penelitian...................................................................... 23
BAB V ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Sifat Fisis .............................................................................. 26 1. Uji Berat Jenis ........................................................................ 26 2. Uji Batas-Batas Atterberg ....................................................... 27 B. Uji Sifat Mekanis Tanah............................................................. 30 1. Sudut Gesek Dalam................................................................. 31 2. Kohesi .................................................................................... 32 3. Kuat Geser Tanah.................................................................... 33
x
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ................................................................................. 36 B. Saran........................................................................................... 37 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar III. 1. Batas-Batas Atterberg...................................................................... 9 Gambar III. 2. Kriteria Kegagalan Mohr dan Coulomb ......................................... 12 Gambar III. 3. Uji Geser Langsung ........................................................................ 14 Gambar IV. 2. Satu Set Alat Uji Berat Jenis .......................................................... 16 Gambar IV. 3. Satu Set Alat Uji Batas Cair ........................................................... 18 Gambar IV. 5. Satu Set Alat Uji Batas Plastis ....................................................... 19 Gambar IV. 6. Satu Set Alat Uji Batas Susut Tanah .............................................. 21 Gambar IV. 7. Satu Set Alat Uji Kuat Geser Tanah .............................................. 22 Gambar IV. 8. Box Penelitian ................................................................................ 23 Gambar IV. 9. Bagan Alir ...................................................................................... 25 Gambar V. 1. Grafik Hubungan Antara Berat Jenis (Gs) dengan Variasi Diameter Kolom pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 27 Gambar V. 2. Grafik Hubungan Nilai Batas Cair (LL) dengan Variasi Diameter Kolom pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 28 Gambar V. 3. Grafik Hubungan Nilai Batas Plastis (PL) dengan Variasi Diameter Kolom pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 29 Gambar V. 4. Grafik Hubungan Nilai Indeks Plastisitas (PI) dengan Variasi Diameter Kolom pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 29 Gambar V. 5. Grafik Hubungan Nilai Batas Susut (SL) dengan Variasi Diameter Kolom pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 30 Gambar V. 6. Grafik Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Sudut Gesek Dalam pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm ...................................................................... 32
xii
Gambar V. 7. Grafik Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Kohesi pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm .......... 33 Gambar V. 8. Grafik Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Kuat Geser dengan Tegangan Normal 1,65 pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67; 33,33 cm ; dan 50 cm ............................................. 35
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel III. 1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah ........................................ 8 Tabel III. 2. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah .................................................. 11 Tabel V. 1. Hasil Uji Berat Jenis Tanah pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm .... 26 Tabel V. 2. Hasil Uji Berat Jenis Tanah pada Jarak Pengambilan Sampel 33,33 cm.... 26 Tabel V. 3. Hasil Uji Berat Jenis Tanah pada Jarak Pengambilan Sampel 50 cm ........ 26 Tabel V. 4. Hasil Uji Batas-batas Atterberg pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm ................................................................................................................ 27 Tabel V. 5. Hasil Uji Batas-batas Atterberg pada Jarak Pengambilan Sampel 33,33 cm ................................................................................................................ 28 Tabel V. 6. Hasil Uji Batas-batas Atterberg pada Jarak Pengambilan Sampel 50 cm... 28 Tabel V. 7. Tabel Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Sudut Gesek Dalam pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm ................................................. 31 Tabel V. 8. Tabel Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Sudut Gesek Dalam pada jarak Pengambilan Sampel 33,33 cm ................................................. 31 Tabel V. 9. Tabel Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Sudut Gesek Dalam pada Jarak Pengambilan Sampel 50 cm ...................................................... 31 Tabel V. 10. Hubungan Variasi Diameter dengan Kohesi pada Pengambilan Sampel Jarak 16,67 cm ............................................................................................ 32 Tabel V. 11. Hubungan Variasi Diameter dengan Kohesi pada Pengambilan Sampel Jarak 33,33 cm ............................................................................................ 32 Tabel V. 12. Hubungan Variasi Diameter dengan Kohesi pada Pengambilan Sampel Jarak 50 cm ................................................................................................. 33 Tabel V. 13. Tabel Hubungan Variasi Diameter dengan Nilai Tegangan Geser dan Tegangan Normal pada Jarak Pengambilan Sampel 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm .................................................................................................... 34
xiv
TINJAUAN VARIASI DIAMETER KOLOM KAPUR TERHADAP KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK
ABSTRAK Berbagai tanah di beberapa daerah di Indonesia wilayah menjadi penyebab rusaknya beberapa infrastrukur. Seperti, jalan retak di wilayah Purwodadi, permukaan lantai retak dan pecah di wilayah Sragen, lantai bangunan ambles di wilayah Boyolali, semua itu disebabkan karena jenis tanah di wilayah tersebut merupakan tanah lempung. Salah satu kasus tanah lempung lunak yang telah dilakukan penelitian adalah di wilayah Desa Troketon Kecamatan Pedan Kabupaten Klaten seperti yang dilakukan Setiawan,A (2008) dan Merdhiyanto,P(2015). Tanah lempung lunak memiliki daya dukung yang rendah dan kembang susut yang ditinggi, dengan kondisi tanah tersebut mengakibatkan jalan retak, lantai bangunan ambles, dan serta dinding bangunan retak. Untuk memperbaiki kondisi tanah tersebut dilakukan stabilisasi tanah dengan cara kimiawi menggunakan kolom kapur. Penelitian ini di fokuskan pada tinjauan variasi diameter kolom kapur terhadap kuat geser tanah lempung lunak. Dalam penelitian ini menggunakan diameter kolom kapur 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa stabilisasi dengan kolom kapur dapat memperbaiki nilai kohesi dan sudut gesek dalam tanah. Tanah yang distablisasi dengan kolom kapur nilai kohesi dan sudut gesek dalam yang terbesar pada diameter kolom kapur 20 cm dengan nilai kohesi 0,558 kg/cm2 dari nilai kohesi tanah asli 0,142 kg/cm2 , nilai sudut gesek dalam 6,099o dari nilai sudut gesek dalam 1,809o dan nilai kuat geser meningkat menjadi 0,741 kg/cm2. Semakin besar diameter kolom kapur , nilai kohesi, sudut gesek dalam, dan kuat geser tanah meningkat, akan tetapi tidak mampu memperbaiki sifat plastisitas tanah. Dengan demikian stabilisasi dengan kolom kapur mampu memperbaiki kuat geser tanah. Kata kunci: lempung lunak, stabilisasi, kolom kapur, kuat geser, direct shear test
ABSTRACK The various soil in some areas in Indonesia causes some damage to the infrastructure. Such as, roads cracked in Purwodadi, the floor surface was cracked and broken in Sragen, the building floor area collapsed in Boyolali, all of it due to the type of soil in those area is clay. One case of soft clay soil that has been investigated is on the Troketon Village, Pedan Sub-district, Klaten District, as who was done by Setiawan, A (2008) and Merdhiyanto, P (2015). Soft clay soil has a low bearing capacity and high develop shrinkage. With those soil conditions, it causes the roads cracked, the floor of the building collapsed, and the building walls cracked. To improve those soil condition, it is stabilized with chemical stabilization by using lime column. This study is focused on the variation of lime column diameter toward the soft clay soil shear strength. In this study using lime column diameter 10 cm, 15 cm and 20 cm. The results show that the stabilization with lime columns can improve the values of cohesion and inside friction angle soil. Stabilized soil with lime column, the biggest value of cohesion and inside friction angle is found on lime column 20 cm diameter, with cohesion value is 0.558 kg/cm2 from the original cohesion value is 0,142 kg/cm2, the value of inside friction angle is 6,099o of the value of inside friction angle is 1,809 o and the shear strength increases up to 0.741 kg/cm2. The larger diameter of lime columns, so the values of cohesion, inside friction angle, and shear strength increase, but not able to improve the properties of soil plasticity. Thus stabilization with limes columns was able to improve the soil shear strength. Keyword: soft clay soil, stabilization, lime column, shear strength, direct shear test
xvii
