PENGGUNAAN LIMBAH BETON SEBAGAI BAHAN
PERBAIKAN TANAH LEMPUNG TERHADAP
PARAMETER KUAT GESER
Tugas Akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
Disusun oleh
:
SOLEKAN D 100 120 059
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
v
MOTTO
Allah akan meninggikan orang yang beriman diantara kamu dan
orang-orang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha mengetahui
apa yang kamu kerjakan. (Al-Mujadillah:11)
Menuntut ilmu wajib atas tiap muslim (baik muslimin maupun muslimah).
(HR. Ibnu Majah)
Tuntutlah ilmu dan belajarlah (untuk ilmu) ketenangan dan kehormatan diri,
dan bersikaplah rendah hati kepada orang yang mengajar kamu.
(HR. Ath-Thabrani)
Barangsiapa yang menempuh jalan untuk mencari ilmu, niscaya Allah memudahkannya jalan menuju surga (HR. Tirmidzi)
Iklhas adalah sumber kebahagian
Kegagalan itu cara Allah mengatakan “BERSABARLAH”AKU memiliki
sesuatu yang lebih baik Untukmu
vi PRAKATA Assalaamualaikuum Wr. Wb
Alhamdulillaah. Puji syukur atas rahmat dan karunia Allah SWT sehingga
penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini untuk mencapai derajat sarjana S-1 di
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Tak lupa penulis sampaikan ucapan
terimakasih kepada pihak-pihak yang telah berjasa atas selesainya Tugas Akhir ini,
antara lain:
1. Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Mochamad Solikin, Ph.D sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Kepada dosen-dosen pembimbing TA ibu Ir. Renaningsih, M.T., bapak Anto Budi
Listyawan, ST., M.Sc., dan Ibu Senja R.H ST, M.T, yang selama ini meluangkan
waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas
Akhir ini. Semoga amal bapak ibu menjadi amal jariyyah. Aamiin.
4. Kepada bapak Ir. Suardi, M.T, selaku pembimbing akademik saya yang selalu
memberi dukungan hingga Tugas Akhir saya selesai.
5. Kedua Orang tua saya, yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik, mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anak-anaknya. 6. Adik saya yang selalu memberikan motivasi yang selalu memberi semangat.
7. Seluruh keluarga besar saya, terima kasih atas dukungan yang telah diberikan.
8. Seluruh dosen Prodi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
9. Para sahabat (Slamet, Rasuma, Niat Surgo, Louso Riyanto), seluruh teman-teman
Teknik Sipil 2012, terimakasih atas dukungan dan bantuan kalian.
Penyusun menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan
vii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN... iii
LEMBAR PERNYATAAN... iv
HALAMAN MOTTO ... v
PRAKATA ... vi
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GRAFIK ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xiv
ABSTRAKSI... xv
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1
B. Rumusan Masalah... 2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian... 2
D. Batasan Masalah ... 2
E. Keaslian Penelitian... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah Lempung... 4
B. Perbaikan Tanah ... 4
C. Kuat Geser Tanah ... 5
D. Limbah Beton... 5
viii BAB III LANDASAN TEORI
A. Sifat-sifat Tanah ... 7
1. Sifat-sifat Fisis Tanah... 7
a. Batas-batas Atterberg... 7
1) Batas Cair (Liquid Limit) ... 8
2) Batas Plastis (Plastic Limit)... 8
3) Batas Susut (Shrinkage Limit) ... 9
4) Indeks Plastisitas (Plasticity Indeks) ... 9
b. Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) ... 10
a. Pemadatan (Standard Proctor)... 17
b.Uji Geser Langsung (Direct Shear Test)... 19
BAB IV METODE PENELITIAN A. Uraian Umum ... 21
B. Bahan Penelitian ... 21
C. Lokasi Penelitian... 21
D. Peralatan Penelitian... 21
1. Uji Sifat-sifat Fisis Tanah ... 21
a) Uji Kadar Air... 21
b) Uji Berat Jenis (Gs)... 22
ix
d) Analisa Ukuran Butiran... 28
2. Uji Sifat Mekanis Tanah... 30
a) Uji Pemadatan (Standard Proctor)... 30
b) Uji DST (Direct Shear Test)... 32
E. Tahapan Penelitian ... 35
1. Pengujian Kadar Air ... 35
2. Pengujian Berat Jenis ... 35
3. Pengujian Batas-batas Atterberg ... 36
4. Pemeriksaan Pembagian Ukuran Butiran Tanah ... 40
5. Pengujian Pemadatan (Standard Proctor)... 40
6. Pengujian DST (Direct Shear Test)... 40
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Sifat Fisis... 42
1. Berat Jenis (Specific Gravity) Limbah Beton... 42
2. Uji Tanah Asli ... 42
3. Uji Tanah Campuran limbah beton... 42
B. Uji Mekanis ... 52
1. Uji Pemadatan (Standard Proctor) ... 52
2. Uji DST (Direct Shear Tast)... 55
a. Kohesi (C)... 55
b. Sudut Gesek Dalam (ϕ) ... 58
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... 59
B. Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA ... 60
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Batas-batas Konsistensi Tanah... 7
Gambar III.2. Alat Uji Batas Cair (Liquid Limit) ... 8
Gambar III.3. Alat Uji Kuat Geser Langsung... 19
Gambar IV.1. Alat Uji Kadar Air... 22
Gambar IV.2. Alat Uji Berat Jenis... ... 23
Gambar IV.3. Alat Uji Batas Cair (Liquid Limit) ... 24
Gambar IV.4. Alat Uji Batas Plastis (Plastic Limit) ... 26
Gambar IV.5. Alat Uji Batas Susut (Shrinkage Limit)... 27
Gambar IV.6. Alat Uji Hydrometer... 29
Gambar IV.7. Alat Uji Analisa Saringan ... 30
Gambar IV.8. Alat Uji Pemadatan (Standard Proctor) ... 31
Gambar IV.9. Alat Uji DST ... 33
xi
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Specific Grafity (Gs) Pada Macam-macam Tanah ... 10
Tabel III.2. Nilai Indeks Plastisitas Dan Macam Tanah... 11
Tabel III.3. Ukuran-ukuran Ayakan Standar Amerika Serikat... 13
Tabel III.4. Sistem Klasifikasi USCS ... 14
Tabel III.5. Sistem Klasifikasi USCS Menggunakan LLR ... 15
Tabel III.6. Sistem Klasifikasi AASHTO... 16
Tabel III.7. Ukuran Alat Pemadatan Standard Proctor... 17
Tabel III.8. Ukuran Alat Uji Standard Proctor Metode A ... 18
Tabel V.1. Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan campuran... 42
Tabel V.2. Hasil Uji Gradasi Butiran... 49
Tabel V.3. Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan Campuran... 51
Tabel V.4. Hasil Uji Pemadatan Tanah Asli dan Tanah Campuran ... 52
Tabel V.5. Hasil Uji DST Tanah Asli dan Tanah Campuran ... 55
xii
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan Berat Jenis Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 43
Grafik V.2. Hubungan Kadar Air Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 44
Grafik V.3. Hubungan Batas Cair Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 45
Grafik V.4. Hubungan Batas Plastis Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 46
Grafik V.5. Hubungan Batas Susut Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 47
Grafik V.6. Hubungan Indeks Plastisitas Dengan Persentase Campuran Limbah
Beton... ... 48
Grafik V.7. Hubungan Antara Persen Lolos Dengan Diameter Saringan... 50
Grafik V.8. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Tanah
Asli dan Campuran... 53
Grafik V.9. Hubungan Antara Berat Volume Kering Maksimum Dengan
Persentase Campuran Limbah Beton... ... 54
Grafik V.10. Hubungan Antara Kadar Air Optimum Dengan Persentase
Campuran Limbah Beton... 54
Grafik V.11. Hubungan Antara Nilai Kohesi Dengan Persentase Campuran
Limbah beton... 56
Grafik V.12. Hubungan Antara Nilai Sudut Gesek Dalam Dengan Persentase
Campuran Limbah beton ... 57
Grafik V.13. Hubungan Antara Tegangan Geser Dengan Persentase Campuran
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Pengujian Kadar Air
Lampiran B Pengujian Berat Jenis
Lampiran C Pengujian Batas-batas Atterberg
Lampiran D Pengujian Analisa Saringan
Lampiran E Pengujian Hydrometer
Lampiran F Pengujian Standard Proctor
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
AASHTO = American Association of State Highway and Transportation
Official
ASTM = American Society for Testing and Materials
CH = Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi
F = Persentase butiran lolos No.200
GI = Group Index (indeks kelompok)
Gs = Spesific Grafity (Berat jenis)
IP = Indeks Plastisitas (%)
LL = Liquid Limit (batas cair) (%)
MH = Lanau anorganic dengan plastisitas tinggi
OH = Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi
opt = Optimum
PL = Plastic Limit (batas plastis) (%)
SL = Shringkage Limit (batas susut) (%)
USCS = Unified Soil Clasification System
xv ABSTRACT
CONCRETE WASTE AS IMPROVEMENT OF CLAY SHEAR STRENGTH PARAMETER
Soil did shrinkage in dray condition and expanded in wet condition called expansion. When the building construction on the soil that will make damage on the construction, those are like highway, bridge, plate, foudation, consolidation and others, (Bowles, 1986). Based on this research which has been done, improvement of soft clay with concret waste with variation precetage of 5%, 8%, and 10%. The result of fisis test was gotten value of density of 2,607, 14,11% of water content, 65,04% of liquid limit, 15,23 of shrinkage limit and 44,51% of platic index, wherease on the soil with mixture of concrete waste with 5%,8%, and10%, the value of density always increased, value of water content decreased, value of liquid limit decreased, plastic limit increased, shrinkage limit decreased, and plastic index decreased. Clasification of USCS with origin soil and soil mixtured with concrete waste of 5%, 8%, and 10% into CH specification with soil clay of unorganic with high plasticity. On the compaction test, in more percetage of concrete waste used so it will make more value of optimum water content, the highest value is on mixture of concrete waste with 10% is as high as 27,00%, it is like the dry maximum value of vomlume increased too in every addition of concrete waste, its highest value on mixture of waste concrete with 10% is 1,36 (gr/cm3). The result of DST of sheare inside angle tended increasing with percentage of 5%,8%, and10%. The value is in the soil with concrete waste of 10% in second trial with 25,26%. Wherease cohesion value increased too because of apparent cohesion, the smallest value happend on the soil with mixture of nilai 5% on the first trial is 0,825( kg/cm2 ).
xvi ABSTRAK
PENGGUNAAN LIMBAH BETON SEBAGAI PERBAIKAN TANAH LEMPUNG TERHADAP
PARAMETER KUAT GESER
Tanah yang mengalami penyusutan pada saat kering dan mengalami pengembangan pada saat basah disebut tanah mengembang. Apabila konstruksi bangunan didirikan pada tanah tersebut maka akan terjadi kerusakan – kerusakan pada kontruksi bangunan tersebut seperti retakan pada jalan raya, jembatan, kerusakan struktur plat, kerusakan pondasi, penurunan dan lain sebagainya. (Bowles, 1986). Berdasarkan penelitian kami yang telah di lakukan, perbaikan tanah lempung lunak dengan menggunakan limbah beton dengan persentase variasi campuran 5%, 8%, dan 10%. Hasil uji sifat fisis tanah asli didapatkan nilai berat jenis 2,607, kadar air 14,11%, batas cair 65,04%, batas susut 15,23 dan indek plastis 44,51%, sedangkan pada tanah dengan campuran limbah beton 5%,8%,10% nilai berat jenis selalu naik, nilai kadar air turun, nilai batas cair turun, batas plastis naik, batas susut turun, dan indeks plastis turun. Klasisifikasi USCS dengan tanah asli dan tanah campuran limbah beton 5%, 8%, 10% masuk kedalam spesifikasi CH dengan jenis tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi. Pada uji pemadatan semakin banyak persentase limbah beton yang digunakan maka semakin beser pula nilai kadar air optimumnya nilai terbesar terdapat pada campuran limbah beton 10% yaitu sebesar 27,00%, begitu juga pada nilia volume kering maksimum juga mengalami kenaikan setiap penambahan limbah beton nilai terbesarnya terdapat pada campuran limbah beton 10% yaitu 1,36 (gr/cm3). Hasil uji DST nilai sudut gesek dalam cenderung selalu naik dengan persentase 5%,8%,10%. Nilai terbesar terdapat pada tanah dengan campuran limbah beton 10% pada percobaan kedua yaitu 25,26%. Sedangakan nilai kohesi juga selalu mengalami kenaikan dengan penambahan limbah beton, nilai terkecil terdapat pada tanah dengan campuran 5% pada percobaan pertama yaitu 0,825( kg/cm2 ).
