PENGARUH KOLOM KAPUR TERHADAP POTENSI MENGEMBANG DAN PENYEBARAN KAPUR PADA TANAH EKSPANSIF DENGAN PENGALIRAN DARI TANAH KE KOLOM

(1)

PENGARUH KOLOM KAPUR TERHADAP POTENSI

MENGEMBANG DAN PENYEBARAN KAPUR PADA TANAH

EKSPANSIF DENGAN PENGALIRAN DARI TANAH KE

KOLOM

The Influence of Lime Column on Swelling and Spreading Parameter at Expansive Soil with Soil to Column Drainage

SKRIPSI

Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

FABIANUS DANANG ISTANTO

NIM I0113044

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

iv

MOTTO

Sesuatu akan menjadi kebanggaan jika sesuatu itu dikerjakan dan bukan hanya dipikirkan.

(3)

v

PERSEMBAHAN

Penulis persembahkan kepada :

 Ayah dan ibu yang selalu memberikan dukungan dan doa.

 Saudara yang selalu memberikan masukan selama penyusunan skripsi.

(4)

vi

ABSTRAK

Fabianus Danang Istanto, 2017. Pengaruh Kolom Kapur terhadap Potensi Mengembang dan Penyebaran Kapur pada Tanah Ekspansif dengan Pengaliran dari Tanah ke Kolom. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Tanah ekspansif memiliki sifat mudah mengembang ketika kadar air tinggi dan mudah susut ketika kadar air rendah. Potensi mengembang tanah ekspansif dapat menimbulkan masalah, karena dapat menyebabkan bangunan terangkat sehingga merusak perkerasan jalan dan bangunan. Desa Jenggrik, Kecamatan Kedunggalar, Ngawi, Jawa timur merupakan salah satu daerah yang memiliki karakteristik tanah berwarna hitam dan memiliki plastisitas tinggi. Permasalahan akibat tanah ekspansif dapat diantisipasi apabila dilakukan suatu alternatif perbaikan.

Penelitian ini menggunakan metode perbaikan tanah dengan kolom berisi kapur. Parameter penelitian adalah mengetahui pengaruh kolom kapur terhadap potensi mengembang, perbaikan nilai plastisitas, peningkatan kuat tekan bebas tanah dan penyebaran kapur setelah 20 hari pembasahan. Pengujian utama dilakukan dalam drum berdiameter 56 cm dan tinggi 43 cm. Tinggi tanah ekspansif 30 cm ditanami 7 kolom kapur dengan diameter (D) = 5 cm. Jarak antar kolom (L) = 2,75D dan kedalaman kolom (Df) = 2/3 tebal tanah. Tanah dalam drum uji dibasahi setiap

hari melalui drainase samping dengan tebal 5 cm dan kedalaman 20 cm.

Hasil penelitian menunjukkan penggunaan kolom kapur dapat menurunkan nilai potensi mengembang tanah ekspansif sebesar 4,84%. Hasil indeks plastisitas (PI) setelah proses mengembang 20 hari menurun sebesar 39,21%. Kenaikan kuat tekan bebas (qu) terbesar berasal dari sampel area I, II, III sebesar 9,53% dan (Su)

sebesar 10,36%. Uji XRF menunjukkan hasil unsur kimia Ca mengalami kenaikan dari 7,56% menjadi 16,62%.

(5)

vii

ABSTRACT

Fabianus Danang Istanto, 2017. The Influence of Lime Column on Swelling and Spreading Parameter at Expansive Soil with Soil to Column Drainage. Thesis, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta.

Expansive soil is easy to swell when the water content is high and easily shrinks when the water content is low. The swelling potential of expansive soil can cause problems, because it can cause the building uplifted so that demage pavement and buildings. Jenggrik Village, Kedunggalar Sub District, Ngawi, East Java is one of the areas that have black soil charasteristic and has high plasticity. Problems arising from expansive soils can be anticipated if an alternative repair is made.

This research uses soil improvement method with lime column. The research parameters were to know the effect of lime column on swelling potential, improvement of plasticity value, increase of unconfined compression test and lime spreading after 20 wetting days. The main test was performed in a drum with a diameter of 56 cm and a height of 43 cm. High of expansive soil 30 cm and planted 7 columns of lime with diameter (D) = 5 cm. Distance between columns (L) = 2.75D and depth of column (Df) = 2/3 thick from the soil. The soil in dhe

test drum is dampened daily though side drainage with a thickness of 5 cm and depth of 20 cm.

The results showed that the use of lime columns could decrease the swelling potential of expansive soil by 4.84%. The result of plasticity index (PI) after soil 20 days swelling decreased by 39.21%. The unconfined compression strength (qu)

comes from a test sample area I, II, III by 9.53% and (Su) by 10.36%. The XRF

test showed that Ca chemical result increased from 7.56% to 16.62%.

(6)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan

judul “Pengaruh Kolom Kapur terhadap Potensi Mengembang dan Penyebaran Kapur pada Tanah Ekspansif dengan Pengaliran dari Tanah ke Kolom”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyusunan skripsi, penyusun telah mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Dr. Bambang Setiawan S.T., M.T selaku dosen pembimbing 1 yang telah bersedia memberikan saran dan arahan selama penyusunan skripsi.

2. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T selaku dosen pembimbing 2 yang telah bersedia memberikan saran dan arahan selama penyusunan skripsi.

3. Teman-teman kelompok skripsi yang telah membantu dalam hal waktu, tenaga dan pikiran selama penyusunan skripsi,

4. Semua pihak yang telah membantu dan berpartisipasi selama penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penyusun sebut satu persatu.

Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu diharapkan selalu ada saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan penelitian selanjutnya. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Surakarta, Agustus 2017

(7)

(8)

x

3.3 Tahap Pelaksanaan Penelitian ... 22

3.3.1 Tahap I (Pengambilan sampel tanah) ... 22

3.3.2 Tahap II (Persiapan) ... 23

3.3.3 Tahap III (Pengujian utama) ... 24

3.3.4 Tahap IV (Pengolahan hasil penelitian laboratorium) 37 3.4 Hipotesa Penelitian... 38

3.5 Diagram Alir Penelitian ... 38

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 40

4.1 Hasil Pengujian Pendahuluan ... 40

4.1.1 Pengujian komposisi mineral tanah ... 40

4.3.3 Perbandingan kondisi tanah selama 20 hari pembasahan 54

4.3.4 Penyebaran kapur pada tanah ... 55

4.4 Kesimpulan Sementara... 59

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 61

5.1. Kesimpulan ... 61

5.2. Saran ... 61

(9)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hubungan potensi pengembangan dan PI (Hardiyatmo,2014) ... 9

Tabel 2.2 Tingkat ekspansifitas menurut beberapa peneliti (Hardiyatmo,2014) ... 9

Tabel 2.3 Hubungan kuat tekan bebas (qu) dengan konsistensi jenis tanah kohesif .. 15

Tabel 3.1 Titik-titik pengamatan ... 29

Tabel 4.1 Hasil uji mineral ... 40

Tabel 4.2 Hasil uji indeks properties tanah ... 41

Tabel 4.3 Uji gradasi dan batas konsistensi tanah setelah swelling 20 hari ... 43

Tabel 4.4 Hasil uji UCS setelah 20 hari pembasahan... 44

Tabel 4.5 Hasil uji mineral setelah 20 hari pembasahan ... 45

Tabel 4.6 Reduksi nilai potensi mengembang pada hari ke 20 area I ... 46

Tabel 4.7 Reduksi nilai potensi mengembang pada hari ke 20 area II ... 48

Tabel 4.8 Reduksi nilai potensi mengembang pada hari ke 20 area III ... 50

Tabel 4.9 Reduksi nilai potensi mengembang pada hari ke 20 area IV ... 52

Tabel 4.10 Perubahan nilai konsistensi tanah ... 56

Tabel 4.11 Perbandingan hasil uji UCS... 57

(10)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Batas-batas pada sifat plastisitas tanah ... 13

Gambar 2.2 Grafik hasil Swelling ... 14

Gambar 3.10 Proses pengambilan sample tanah ... 22

Gambar 3.11 Proses penjemuran tanah ... 25

Gambar 3.12 Tanah kering dan lolos ayakan no.4 ... 25

Gambar 3.13 Memasukkan tanah per 1/3 bagian ... 26

Gambar 3.14 Sketsa tampak atas tanah tanpa kolom kapur ... 26

Gambar 3.15 Sketsa potongan melintang tanah tanpa kolom kapur ... 27

Gambar 3.16 Sketsa tampak atas tanah dengan kolom kapur ... 27

Gambar 3.17 Sketsa potongan melintang tanah dengan kolom kapur ... 28

Gambar 3.18 Instalasi kolom ... 28

Gambar 3.19 Sketsa letak titik pengamatan tanah tanpa kolom ... 30

Gambar 3.20 Sketsa letak titik-titik pengamatan tanah dengan kolom ... 30

Gambar 3.21 Peletakan titik pada model tes ... 31

Gambar 3.22 Pembagian area I, II, III, dan IV ... 32

Gambar 3.23 Letak termometer pada model tes ... 32

Gambar 3.24 Proses pengaliran air melalui drainase samping ... 33

Gambar 3.25 Skema pengukuran swelling pada tanah dengan kolom kapur menggunakan alat jangka sorong digital ... 33

(11)

xiii

Gambar 3.27 Skema pengukuran swelling pada tanah tanpa kolom kapur

menggunakan alat jangka sorong digital ... 34

Gambar 3.28 Pengukuran swelling model tes tanpa kolom kapur ... 35

Gambar 3.29 Pengambilan tanah sebagai sampel uji UCS ... 35

Gambar 3.30 Mengamati penyebaran kapur pada tanah secara visual ... 36

Gambar 3.31 Uji batas konsistensi tanah setelah pembasahan... 36

Gambar 3.32 Uji UCS ... 37

Gambar 3.33 Sample uji XRF ... 37

Gambar 3.34 Diagram alir penelitian ... 38

Gambar 4.1 Rata-rata swelling setiap area ... 42

Gambar 4.2 Swelling di area I (titik A,C,E) ... 46

Gambar 4.3 Swelling di area II (titik B,D,F) ... 47

Gambar 4.4 Swelling di area III ditinjau pada titik G dan H ... 48

Gambar 4.5 Swelling di area III ditinjau pada titik I dan J ... 49

Gambar 4.6 Swelling di area III ditinjau pada titik K dan L ... 50

Gambar 4.7 Swelling di area IV (titik M,N,O,P) ... 51

Gambar 4.8 Perubahan suhu selama 20 hari swelling ... 53

Gambar 4.9 Perbandingan tinggi tanah selama 20 hari swelling ... 54

Gambar 4.10 Perubahan volume kolom kapur ... 55

Gambar 4.11 Perubahan kondisi kolom selama swelling 20 hari ... 56

(12)

xiv

DAFTAR NOTASI

ASTM : America Society for Testing and Material

UCS : Unconfined compression strength

XRF : X-Ray Flourescence LL : Batas cair (%)

PL : Batas plastis (%)

SL : Batas susut (%)

PI : Indeks plastisitas (%)

SI : Indeks susut (%)

m1 : Berat tanah basah dalam cawan percobaan (gram)

m2 : Berat tanah kering oven (gram)

v1 : Volume tanah basah dalam cawan (cm3)

v2 : Volume tanah kering oven (cm3)

w : Berat volume air (gr/cm3)

HSw : Ketinggian swelling (mm)

(13)

xv RS : Reduksi swelling (%)

qu : Kuat tekan bebas (kN/m2)

Su = Cu : Kohesi (kN/m2)

(14)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A Hasil uji pendahuluan ... A 1

 Uji XRF ... A 1

 Grain size analysis ... A 4

 Uji batas cair & plastis ... A 6

 Modified Proctor ... A 9

 Specific gravity ... A 11

 Moisture content test ... A 11

 Swelling percentage test... A 12

LAMPIRAN B Hasil uji indeks properties setelah 20 hari swelling ... B 1

 Uji XRF ... B 1

 Grain size analysis ... B 4

 Uji batas cair & plastis ... B 6

 Moisture content test ... B 9

LAMPIRAN C Hasil uji potensi mengembang (Swelling) ... C 1

 Swelling area I (Titik A,C,E) ... C 1

 Swelling area II (Titik B,D,F) ... C 3

 Swelling area II (Titik G,H,I,J,K,L) ... C 5

 Swelling area IV (Titik M,N,O,P) ... C 11

 Suhu dekat kolom no.3... C 13

LAMPIRAN D Hasil uji Unconfined Compression Strength (UCS) ... D 1

 Tanpa kolom kapur ... D 1

 Dekat dari kolom kapur ... D 2

 Jauh dari kolom kapur ... D 3

 Liquidity index (LI) batas cair ... D 4