PEMANFAATAN KAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PENURUNAN KONSOLIDASI TANAH Pemanfaatan Kapur Sebagai Bahan Stabilisasi Terhadap Penurunan Konsolidasi Tanah Lempung Tanon dengan Variasi Ukuran Butiran Tanah(Studi Kasus Tanah Lempung Tanon, Sragen).

(1)

i

PEMANFAATAN KAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI

TERHADAP PENURUNAN KONSOLIDASI TANAH

LEMPUNG TANON DENGAN VARIASI UKURAN BUTIRAN

TANAH

(Studi Kasus Tanah Lempung Tanon, Sragen)

Tugas Akhir

Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

Eni Susanti NIM : D 100 120 105

Kepada,

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

iv PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji dan syukur penulis selalu panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan segala berkah, nikmat, taufik,

rahmat, dan hidayat-Nya, sehingga penyususn dapat menyelesaikan Tugas Akhir

ini dengan judul “PEMANFAATAN KAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI

TERHADAP PENURUNAN KONSOLIDASI TANAH LEMPUNG TANON

DENGAN VARIASI UKURAN BUTIRAN (Studi kasus Tanah Lempung Tanon,

Sragen)”.

Penyusun menyadari bahwa sekalipun telah berusaha semaksimal

mungkin dalam menyusun Tugas Akhir ini, akan tetapi masih banyak kelemahan

dan kekurangan.

Penyusun Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan kerjasama dari

berbagai pihak, maka pada kesempatan ini pula dengan penuh kerendahan hati,

ketulusan dan rasa hutang budi. Penyusun ucapkan banyak terimakasih yang tidak

terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk menyelesaikan

Tugas Akhir ini, tidak lupa penyusun ucapkan terimakasih dan penghargaan yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-Nya, serta

untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk, seta untuk anugerah

terindah-Nya.

2. Bapak Sri Sunarjono, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak Dr.

Mochamad Sholikin selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil

Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta staffnya yang telah

memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi.

3. Ibu Qunik Wiqoyah, S.T., M.T. dan Bapak Agus Susanto, S.T., M.T.

(5)

v

memberikan bimbingan, saran-saran yang bermanfaat dan arahan seta

petunjuk kepada penyusun dengan penuh kesabaran dalam penyusunan

Tugas Akhir ini, serta kepada Ibu Ir. Renaningsih, M.T. selaku dosen

penguji yang banyak menyumbangkan kritik dan saran yang sangat

membangun.

4. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik

yang telah membantu dan memberikan pengarahan-pengarahan yang

berharga selama masa studi di Program Studi Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

5. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang

bermanfaat kepada penyusun.

6. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan

hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.

7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak

memberikan bantuan dan dukungannya.

Akhirnya penyusun menyadari bahwa hasil dari penulisan Tugas Akhir ini

masih jauh dari sempurna. Namun dengan terselesainya Tugas Akhir ini semoga

bermanfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Surakarta, 07 Januari 2017

(6)

vi

MOTTO

“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan

orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya

mereka

dengan

keberhasilan

saat

mereka

menyerah”

(Thomas Alva Edison)

A

e

e e

y

g e

.

Karena aku tidak akan berdiri diam sebagai

e

y

g e y

e

(Kahlil Gibran)

“Kesuksesan adalah proses dari sebuah perjalanan yang

dida

lamnya pasti ada kegagalan”

(7)

vii

PERSEMBAHAN

Sebagai wujud rasa syukur kepada Allah SWT dan terimakasih atas segala

Rahmat-Nya yang telah Ia berikan, akan kupersembahkan karya sederhana ini

dengan tulus kepada:

1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-Nya, serta

untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk, seta untuk anugerah

terindah-Nya

2. Bapak dan Ibu terimakasih atas doa, kasih sayang, perjuangan, dan

pengorbanan yang telah diberikan sehingga ananda sampai di titik ini.

Hanya ucapan terimakasih yang bisa ananda berikan.

3. Keluarga besarku terimakasih atas semua bantuan dan dukungannya.

4. Kekasihku Teguh Fajar Prihantoro buat doa, semangat, serta nasehatnya.

5. Sri Endah Mujiwati dan Davit Fahelis sebagai rekan tugas akhir hingga

kita bisa bersama-sama dalam titik ini. Terimakasih atas kerjasama dan

bantuannya.

6. Mukti Aji, Meiriza Sangeoris, Ika Noviyanti, Teguh Pujianto terimakasih

untuk nasehat dan bantuannya.

7. Mira Yuliana Padmawati teman kos yang selalu saya repotkan,

terimakasih buat supportnya selama ini.

8. Teman-teman Sipil 2012 lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu

(8)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... iii

PRAKATA ... iv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xvi

ABSTRAKSI ... xviii

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah ... 5

B. Tanah Lempung ... 6

C. Stabilisasi ... 6

D. Kapur ... 7

(9)

ix

BAB III LANDASAN TEORI

A. Sifat-sifat Fisis Tanah ... 9

d. Indeks plastisitas (Plasticity Indexs) ... 12

4. Analisa ukuran butiran ... 12

a. Analisa hydrometer ... 13

b. Analisa saringan ... 13

5. Klasifikasi tanah ... 14

a. Unified Soil Classification System (USCS)... 14

b. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) ... 16

B. Sifat-sifat Mekanis Tanah ... 18

1. Uji Pemadatan (standard Proctor) ... 18

2. Penurunan konsolidasi ... 20

BAB IV METODE PENELITIAN A. Tinjauan Umum ... 26

B. Bahan Penelitian... 26

C. Peralatan Penelitian ... 26

1. Uji sifat fisis tanah ... 26

1a. Uji kadar air tanah (water content) ... 26

1b. Uji berat jenis tanah (specific gravity) ... 27

1c. Uji gradasi tanah ... 28

(10)

x

2. Uji sifat mekanis tanah ... 35

2a. Uji pemadatan (standard Proctor)... 35

2b. Uji penurunan konsolidasi ... 36

D. Tahapan Penelitian ... 38

E. Pelaksanaan penelitian ... 40

1. Uji sifat fisis tanah ... 40

1a). Uji kadar air (water content analysis) ... 40

1b). Uji berat jenis tanah (specific gravity analysis) ... 40

1c). Gradasi ukuran butiran tanah (grain size analysis) ... 41

1d). Pengujian batas-batas Atterberg ... 43

2. Uji sifat mekanis tanah ... 45

2a). Uji pemadatan ... 46

2b). Pengujian konsolidasi ... 46

BAB V ANALISIS HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Sifat Fisis ... 49

1. Uji Specific gravity kapur ... 49

2. Uji Tanah Asli ... 49

3. Uji Tanah Campuran dengan Penambahan Kapur ... 49

B. Uji Sifat Mekanis ... 65

1. Uji Pemadatan (Standard Proctor) ... 65

2. Uji Konsolidasi ... 70

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 75

B. Saran ... 76

(11)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar III.1. Batas-batas Atterberg ... 10

Gambar III.2. Penempatan sampel pada uji konsolidasi ... 21

Gambar III.3. Sifat khusus grafik hubungan penurunan terhadap waktu ... 22

Gambar III.4. Indeks pemampatan Cc ... 23

Gambar III.5. Hubungan penurunan dengan akar waktu ... 24

Gambar III.6. Metode kecocok8an log-waktu ... 25

Gambar IV.8. Satu set alat uji pemadatan (Standard Proctor) ... 35

Gambar IV.9. Satu set alat uji Konsolidasi ... 37

Gambar IV.10. Bagan alir tahapan penelitian ... 39

Gambar V.1. Grafik hubungan antara lolos saringan No.4, No.30, dan No.200 dengan nilai specific grafity ... 50

Gambar V.2. Grafik hubungan antara persentase campuran kapur dengan nilai kadar air ... 51

Gambar V.3. Grafik hubungan antara lolos saringan No.4, No.30, dan No.200 dengan nilai kadar air ... 52

Gambar V.4. Grafik hubungan antara persentase campuran kapur dengan nilai batas cair (LL) ... 53

Gambar V.5. Grafik hubungan antara lolos saringan No.4, No.30, dan No.200 dengan nilai batas plastis (LL) ... 53

(12)

xii

Gambar V.7. Grafik hubungan antara lolos saringan No.4, No.30,

dan No.200 dengan nilai batas plastis (PL) ... 55

Gambar V.8. Grafik hubungan antara persentase campuran kapur

dengan nilai batas susut (SL) ... 56

dan No.200 dengan nilai batas susut (SL) ... 56

Gambar V.10. Grafik hubungan antara persentase campuran kapur

dengan nilai indeks plastis (PI) ... 57

dan No.200 dengan nilai indeks plastis (PI) ... 57

Gambar V.12. Grafik hubungan persentase lolos saringan dengan

diameter saringan ... 59

Gambar V.15. Grafik hubungan persentase lolos saringan No.200

dengan persentase campuran kapur ... 62

dan No.200 dengan persentase lolos saringan No.200 ... 62

Gambar V.17. Grafik hubungan antara kadar air dengan berat volume

kering maksimum pada tanah lolos saringan No.4 ... 66

Gambar V.20. Grafik hubungan antara berat volume maksimum

(13)

xiii

Gambar V.22. Grafik hubungan antara kadar air optimum dengan

persentase campuran kapur ... 68

dan No.200 dengan kadar air optimum ... 69

Gambar V.24. Grafik hubungan antara nilai coefficient of

consolidation (Cv) dengan persentase campuran kapur ... 71

dan No.200 dengan nilai coefficient of consolidation

(Cv) ... 71

Gambar V.26. Grafik hubungan antara nilai compression index (Cc)

dan No.200 dengan nilai compression index (Cc) ... 73

Gambar V.28. Grafik hubungan antara nilai satleement of

consolidation (Sc) dengan persentase campuran kapur ... 74

dan No.200 dengan nilai satleement of consolidation

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel III.1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah ... 9

Tabel III.2. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah ... 12

Tabel III.3. Ukuran-ukuran ayakan standar di Amerika Serikat ... 14

Tabel III.4. Sistem klasifikasi USCS ... 15

Tabel III.5. Sistem klasifikasi USCS menggunakan LLR ... 16

Tabel III.6. Sistem klasifikasi AASHTO ... 17

Tabel III.7. Ukuran pemadatan Standard Proctor (ASTM D698) ... 18

Tabel III.8. Ukuran Standard Proctor (ASTM D698 metode A) ... 19

Tabel V.1. Hasil uji sifat fisis tanah asli ... 49

Tabel V.2. Hasil uji sifat fisis tanah campuran lolos No.4 ... 50

Tabel V.5. Hasil uji gradasi butiran tanah lolos saringan No.4 ... 59

Tabel V.8. Hasil klasifikasi pada tanah lolos saringan No.4 ... 63

Tabel V.11. Hasil uji standard Proctor pada tanah lolos saringan

Tabel V.14. Hasil uji konsolidasi pada tanah lolos saringan No.4 ... 70

Tabel V.15. Hasil uji konsolidasi pada tanah lolos saringan No.30 ... 70

(15)

xv

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 Standard Proctor

(16)

xvi

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 = Specific Grafity (Berat Jenis)

IP = Indeks Plastisitas (%)

LL = Liquid Limit (batas cair) (%)

MH = Lanau anorganik 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 Classification System

v1 = Volume tanah basah dalam cawan (cm3)

Cc = Compression Index

e1 = Awal pengujian/pembebanan

e2 = Angka pori pada saat akhir pengujian

(17)

xvii

Cv = Coefficient of consolidation

H = Tinggi contoh tanah

t50 = Waktu terjadinya konsolidasi 50% t90 = waktu terjadinya konsolidasi 90% Sc = Penurunan konsolidasi

e1 = Angka pori pada awal pengujian P1 = Tegangan efektif awal

(18)

xviii ABSTRAKSI

PEMANFAATAN KAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP PENURUNAN KONSOLIDASI TANAH LEMPUNG TANON DENGAN

VARIASI UKURAN BUTIRAN TANAH

(Studi Kasus Tanah Lempung Tanon, Sragen)

Menurut Murhandani (2015) stabilisasi dengan kapur dengan variasi ukuran butiran lolos saringan No.4, lolos saringan No.30, dan lolos saringan No.200 dapat memperbaiki kondisi tanah. Semakin besar persentase penambahan kapur nilai CBRnya semakin tinggi. Pada penelitian dilakukan untuk mengetahui apakah besarnya butiran tanah berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis tanah lempung tersebut dengan penambahan persentase kapur 2,5% dan 5%. Pengujian yang dilakukan meliputi sifat fisis tanah asli dan campuran yaitu uji berat jenis, kadar air, batas-batas Atterberg, analisa ukuran butiran. Pengujian mekanis meliputi uji standard Proctor dan uji konsolidasi. Hasil dari pengujian sifat fisis tanah campuran didapatkan nilai kadar air, berat jenis (specific gravity), batas cair, dan indeks plastisitas turun, sedangkan nilai batas plastis dan batas susut naik. Klasifikasi tanah Tanon menurut sistem AASHTO termasuk kelompok A-7-6, sedangkan menurut sistem USCS termasuk kelompok CH. Klasifikasi tanah campuran menurut AASHTO termasuk kelompok A-7-5, sedangkan menurut system USCS termasuk kedalam kelompok CH. Hasil uji sifat mekanis, pengujian standard Proctor menunjukkan adanya kenaikan berat volume kering dan kenaikan terbesar terjadi pada tanah lolos saringan No.200+kapur 5% dengan nilai berat volume kering sebesar 1,383 gr/cm3, sedangkan untuk kadar air optimum mengalami penurunan, penurunan terbesar terjadi pada tanah lolos saringan No.200+kapur 5% dengan nilai kadar air optimum sebesar 24%. Hasil pengujian konsolidasi nilai coefficient of consolidation (Cv) mengalami kenaikan, kenaikan terbesar terjadi pada tanah lolos saringan No. 200+kapur 5%, sedangkan nilai compression indek (Cc) dan satleement of consolidation (Sc) mengalami penurunan, penurunan terbesar terjadi pada tanah lolos saringan No. 4+kapur 5%. Semakin variatif (bervariasi) ukuran butiran tanah maka nilai satleement of consolidation (Sc) semakin kecil dan seiring dengan kenaikan persentase penambahan kapur niai satleement of consolidation (Sc) mengalami penurunan.

(19)

xix ABSTRACT

THE UTILIZATION OF LIME AS STABILIZATION MATERIAL TOWARD CLAY SOIL SETTLEMENT OF CONSOLIDATION IN

TANON WITH SOIL GRAIN SIZE VARIATION (Case Study Clay Soil in Tanon, Sragen)

Based on Murhandani (2015) lime stabilization with grain size variation passing sieve No. 200 can repair the soil condition. The bigger lime addition percentage, the CBR value is higher. The aim of this research is to find out the effect of grain size to the physical and mechanical properties of clay soil with lime addition percentage 2.5% and 5%. The test was conducted on physical properties of original soil and mix soil. It is specific gravity test, water content, Atterberg limits, and grain size analysis. The mechanical test includes standard Proctor test and consolidation test. The result of mix soil physical properties test is water content value, liquid limit, and plasticity index decrease, while plastic limit and shrinkage limit increase. The classification of Tanon soil based on AASHTO system belong to A-7-6 group, while based on USCS system belong to CH group. The classification mix soil based on AASHTO belong to A-7-5 group, while based on USCS belong to CH group. The result of mechanical properties, standard Proctor test shows that there is increment of dry weight volume and the biggest increment occur on passing sieve soil No. 200+5% of lime with dry weight volume value is 1.383 gr/cm3, while the optimum water content decrease, the biggest decrement occur on passing sieve soil No. 200+5% of lime with optimum water content value is 24%. The result of consolidation test of coefficient of consolidation (Cv) increase, the biggest increment occur on passing sieve soil No. 200+5%, while the compression index value (Cc) and settlement of consolidation (Sc) decrease, the biggest decrement occur on passing sieve soil No. 4+5% of lime. The more varied soil grain size, the smaller settlement of consolidation value (Sc) along with the increment of lime addition percentage the settlement of consolidation value (Sc) is decreasing.