i
KAJIAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM DAN SERBUK KACA TERHADAP STABILISASI TANAH LEMPUNG EKPANSIF DITINJAU
DARI DAYA DUKUNG TANAH
SKRIPSI
Oleh:
IBNU MUDHAKIR K1515035
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA September 2019
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Ibnu Mudhakir NIM : K1515035
Program Studi : Pendidikan Teknik Bangunan
Menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “KAJIAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM DAN SERBUK KACA TERHADAP STABILISASI TANAH LEMPUNG EKPANSIF DITINJAU DARI DAYA DUKUNG TANAH” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta, September 2019 Yang membuat pernyataan
Ibnu Mudhakir
iii
KAJIAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM DAN SERBUK KACA TERHADAP STABILISASI TANAH LEMPUNG EKPANSIF DITINJAU
DARI DAYA DUKUNG TANAH
Oleh:
IBNU MUDHAKIR K1515035
Skripsi
diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA September 2019
iv
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Nama : Ibnu Mudhakir
NIM : K1515035
Judul Skripsi : Kajian Penambahan Limbah Gypsum Dan Serbuk Kaca Terhadap Stabilisasi Tanah Lempung Ekpansif Ditinjau Dari Daya Dukung Tanah
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakutas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Surakarta, September 2019
Pembimbing I, Pembimbing II,
Aryanti Nurhidayati, S.T., M.Eng. Eko Supri Murtiono, S.T., M.T.
NIP 19790703 200604 2 002 NIP 19760224 200604 1 014
v
PENGESAHAN SKRIPSI
Nama : Ibnu Mudhakir
NIM : K1515035
Judul Skripsi : Kajian Penambahan Limbah Gypsum Dan Serbuk Kaca Terhadap Stabilisasi Tanah Lempung Ekpansif Ditinjau Dari Daya Dukung Tanah
Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari, Kamis tanggal 3 Oktober 2019 dengan hasil LULUS dan revisi maksimal 3 bulan.
Skripsi telah direvisi dan mendapat persetujuan dari Tim Penguji.
Persetujuan hasil revisi oleh Tim Penguji
Nama Penguji Tanda Tangan Tanggal Ketua : Dr. Roemintoyo, S.T., M.Pd
Sekretaris : Drs. Waluyo, M.Pd
Anggota 1 : Aryanti Nurhidayati, S.T., M.Eng.
Anggota 2 : Eko Supri Murtiono, S.T., M.T.
Skripsi disahkan oleh Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan pada
Hari : Tanggal :
Mengesahkan
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mardiyana , M.Si.
NIP. 196602251993021002
Kepala Program Studi
Pendidikan Teknik Bangunan,
Dr. Roemintoyo, S.T., M.Pd.
NIP. 195908261986011002
vi ABSTRAK
Ibnu Mudhakir. KAJIAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM DAN SERBUK KACA TERHADAP STABILISASI TANAH LEMPUNG EKPANSIF DITINJAU DARI DAYA DUKUNG TANAH. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, September 2019.
Tanah lempung ekspansif merupakan tanah yang banyak mengandung mineral montmorillonite dan illite. Tanah ini memiliki sifat plastisitas yang tinggi, daya dukung yang rendah, dan juga kuat geser yang rendah. Salah satu daerah di Indonesia yang memiliki kondisi tanah eksapansif adalah di daerah Soko, Ngawi, Jawa Timur. Kepekaan mineral ini terhadap air berpengaruh terhadap rendahnya daya dukung tanah. Parameter tanah yang diperlukan untuk mengetahui daya dukung tanah pada umumnya dinyatakan dengan besarnya nilai kuat tekan dan CBR (California Bearing Ratio).Daya dukung tanah yang rendah membuat beban yang dipikul oleh tanah juga rendah, sehingga ketika terjadi penambahan beban akan terjadi penurun tanah. Dalam memperbaiki struktur tanah harus memperhatikan aspek lingkungan, salah satunya adalah mengenai pemanfaatan limbah yang tidak terpakai, yaitu limbah gypsum dan limbah kaca yang banyak mengandung mineral yang dapat digunakan untuk menstabilkan tanah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) perubahan nilai daya dukung tanah bila distabilkan menggunakan limbah kaca dan limbah gypsum, (2) presentase optimum penggunaan limbah kaca dan limbah gypsum terhadap nilai daya dukung tanah.
Desain penelitian ini memaparkan hubungan antara variabel yang diteliti.
Penelitian ini merupakan penelitian dengan menggunakan metode eksperimen.
Penelitian ini memberikan gambaran mengenai penggunaan limbah kaca dan limbah gypsum sebagai bahan dalam stabilisasi tanah ekspansif terhadap daya dukung tanah. Dimana limbah kaca dan limbah gypsum sebagai variabel bebas sedangkan daya dukung tanah sebagai variabel terikat. Sedangkan untuk variabel kontrolnya adalah tanah asli desa Soko, Ngawi.
Hasil penelitian didapatkan Nilai CBR maksimum pada variasi 10% limbah gypsum dengan 8% serbuk kaca. Dimana nilai CBR unsoaked pada tanah asli sebesar 7,875% sedangkan pada CBR soaked sebesar 1,975%, setelah dilakukan stabilisasi dengan limbah gypsum dan serbuk kaca mengalami perubahan nilai CBR unsoaked menjadi 38,327% dan CBR soaked menjadi 6,252%.
Kata Kunci: tanah ekspansif, limbah gypsum, serbuk kaca, stabilisasi tanah, dan CBR
vii ABSTRACT
Ibnu Mudhakir. STUDY OF ADDING GYPSUM WASTE AND GLASS POWDER ON EXPANSIVE CLAY STABILIZATION REVIEWED FROM BEARING CAPACITY. Thesis, Teacher Training and Education Faculty Sebelas Maret University Surakarta, September 2019.
Expansive clay soil contains many minerals of montmorillonite and illite.
This soils have a high plasticity, low soil bearing capacity, and low direct shear.Indonesia has that kind of soil, placed in Soko, Ngawi, East Java. The sensitivity of this minerals to water affect the soil bearing capacity. Parameters of the soil necessary to determine the soil bearing capacity. In general mentioned by the value of the compressive strength and CBR. Low soil bearing capacity make the load that hold by the soil is low, so that when the load addition added it will make the soil settlement. In improving soil structure should pay attention to environment aspects. One of them is utilization of unused waste. There are gypsum and glass waster which curtain minerals that can be used for stabilizing soil bearing capcity.
.The purpose of this study is to find out: (1) the changed of the addition of glass waste and gypsum waste to soil stabilization in bearing capacity, (2) optimum percentage of waste usage glass and gypsum in bearing capacity.
In this research design describes the relationship between the variables studied. This research study using an experimental method. This study provides an overview of the use of glass waste and gypsum waste as added ingredients in expansive soil stabilization towards soil bearing capacity. Where glass waste and gypsum waste are independent variables while land development is the dependent variable. Whereas the control variable is the original land of Soko village, Ngawi.
The results of the study obtained a maximum CBR value in the variation of 10% gypsum waste with 8% glass powder. Where the unsoaked CBR value of the original was 7,875% while the soaked CBR value was 1,975%, after stabilization with gypsum waste and glass powder changes the unsoaked CBR value be 38,327&
and the soaked CBR soaked be 6,252.
Keywords: expansive soils, gypsum waste, glass waste, soil stabilization, and CBR.
viii MOTTO
“Dia (Musa) berkata,”Ya Tuhanku, lapangkanlah dadaku, dan mudahkan untukku urusanku, dan lepaskan kekakuan dari lidahku, agar mereka mengerti perkataanku”
(Q.S Taha : 25-28)
Bukan kita yang hebat, tapi Allah lah yang mempermudah urusan kita – Ridwan Kamil
Elek apike manungso gumantung kepiye carane ngrampungke masalah
Live your life with passion and vision
ix
PERSEMBAHAN
Dengan Rahmat Allah SWT, skripsi ini saya persembahkan untuk :
Ibu dan Bapak
“Berkat doa-doa Ibu Bapak yang menjulur ke langitlah, ananda bisa sampai pada titik ini. Semoga perjuangan dan pencapaian ananda menjadi kebanggaan Ibu Bapak sekalian”
Kakak dan Adiku
“Terima kasih atas semangat, dan motivasinya untuk menyelesaikan skripsi ini.
Dan rumah tanpa hadirnya kalian, ada sesuatu yang kurang”
Teman-Teman Seperjuangan
“Terima kasih atas bantuan kalian selama ini yang telah mengorbankan banyak waktu, tenaga, pikiran untuk membantu dalam penelitian ini. Tanpa kalian-kalian skripsi ini tidak pernah terdokumentasikan dengan baik. Semoga Allah mencatat perbuatan kalian sebagai amal kebaikan dan dimudahkan segala urusan”
Teman-Teman Kelas dan Angkatan
“Terima kasih atas patikan dan motivasi yang telah kalian berikan, semoga kita semua selalu dimudahkan dalam segala urusan”
Diriku Sendiri
“Selamat telah melawan batasan-batasan yang ada dalam diri ini, rasa malas, pesimis, putus asa, dan juga kebimbangan.”
x
KATA PENGANTAR
Puji Syukur peneliti panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena telah memberikan rahmat dan karunia-Nya berupa ilmu, inspirasi, kesehatan dan keselamatan. Atas kehendak-Nya peneliti dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “KAJIAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM DAN SERBUK KACA TERHADAP STABILISASI TANAH LEMPUNG EKPANSIF DITINJAU DARI DAYA DUKUNG TANAH ”.
Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada program studi Pendidikan Teknik Bangunan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, peneliti menyampaikan terima kasih kepada :
1. Dr. Mardiyana, M.Si., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta;
2. Dr. Roemintoyo, S.T., M.Pd., Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,Universitas Sebelas Maret Surakarta;
3. Budi Siswanto, S.Pd, M.Ars., selaku pembimbing akademik yang memberikan arahan dalam proses perkuliahan.
4. Aryanti Nurhidayati, S.T., M.Eng., selaku pembimbng I, yang selalu memberikan bimbingan dan motivasi dalam masa kuliah dan penyusunan skripsi ini;
5. Eko Supri Murtiono, S.T., M.T.,selaku pembimbing II, yang selalu memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan skripsi ini;
6. Pemerintah desa Soko, Ngawi, yang telah bersedia membantu dalam penelitian sebagai daerah objek penelitian untuk penyelesaian skripsi ini;
7. Teman-teman kelas dan angkatan yang selalu memberi semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
xi
Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna dan hal ini ialah keterbatasan peneliti. Meskipun demikian peneliti berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pengembangan ilmu.
Surakarta, September 2019
Peneliti
xii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERNYATAAN ... ii
HALAMAN PENGAJUAN ... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
HALAMAN ABSTRAK ... vi
HALAMAN MOTTO ... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Identifikasi Masalah ... 3
C. Pembatasan Masalah ... 3
D. Rumusan Masalah ... 4
E. Tujuan Penelitian ... 4
F. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERFIKIR DAN HIPOTESIS A. Kajian Pustaka ... 5
1. Tanah Ekspansif ... 5
2. Klasifikasi Tanah Ekspansif ... 7
3. Indeks Propertis Tanah ... 8
4. Stabilisasi Tanah ... 15
5. Limbah Kaca ... 17
6. Limbah Gypsum ... 20
7. Daya Dukung Tanah ... 24
8. Uji CBR ... 25
xiii
B. Kerangka Berfikir ... 27
C. Hipotesis ... 28
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 29
1. Tempat Penelitian ... 29
2. Waktu Penelitian ... 29
B. Desain Penelitian ... 29
C. Populasi dan Sampel ... 30
1. Populasi Penelitian ... 30
2. Sampel Penelitian ... 30
D. Teknik Pengambilan Sampel ... 31
E. Teknik Pengumpulan Data ... 32
1. Identifikasi Variabel ... 32
2. Data dan Sumber Data ... 33
3. Teknik Mendapatkan Data ... 33
F. Teknik Analisa Data ... 33
G. Prosedur Penelitian ... 34
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ... 35
1. Pengujian Indeks Propertis Tanah ... 35
2. Pengujian Hidrometer dan Analisis Ukuran Butiran ... 36
3. Uji Modified Proctor ... 38
4. Uji California Bearing Ratio (CBR) ... 39
B. Pembahasan ... 40
1. Pembahasan Pengujian Indeks Propertis Tanah ... 40
2. Pembahasan Pengujian CBR ... 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 50
B. Implikasi ... 50
C. Saran ... 50
xiv
DAFTAR PUSTAKA ... 51 LAMPIRAN ... 53
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Diagram Fase Tanah ... 9
2.2 Golongan Tanah Menurut Ukuran Butirannya ... 11
2.3 Grafik Pembagian Butir ... 12
2.4 Tahapan Tanah Padat, Plastis, Dan Cair Dan Batas-Batasnya ... 13
2.5 Uji Batas Cair ... 13
2.6 Hubungan Antara Beban Dengan Penurunan Pada Fondasi... 24
2.7 Kerangka Berfikir ... 28
3.1 Tahapan Prosedur Penelitian ... 34
4.1 Lokasi Pemgambilan Sampel Tanah ... 35
4.2 Grafik Distribusi Ukuran Butitan Tanah Desa Soko, Ngawi ... 38
4.3 Hasil Uji Modified Proctor ... 39
4.4 Grafik CBR dengan Variasi Limbah Gypsum ... 43
4.5 Grafik CBR dengan Variasi Serbuk Kaca ... 45
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Komposisi Kimia Tanah Lempung Soko, Ngawi ... 6
2.2 Komposisi Mineral Tanah Lempung Soko, Ngawi ... 6
2.3 Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Skempton ... 7
2.4 Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Chen ... 7
2.5 Klasifikasi Potensial Muai Menurut Chen ... 8
2.6 Klasifikasi tanah ekspansif Menurut Snethen ... 8
2.7 Komposisi Kimia Serbuk Kaca ... 18
2.8 Data Uji Sifat Fisik Serbuk Kaca ... 18
2.9 Komposisi Kimia Bahan Gypsum ... 20
2.10 Perbedaan Gypsum Sintetis dan Gypsum Alami ... 22
2.11 Klasifikasi Nilai CBR menurut ASTM... 27
3.1 Sampel Penelitian ... 31
4.1 Pengujian Indeks Propertis Tanah ... 35
4.2 Analisis Ukuran Butiran ... 37
4.3 Hasil Pengujian CBR unsoaked ... 39
4.4 Hasil Pengujian CBR soaked ... 40
4.5 Hasil Uji CBR Dengan Variasi Limbah Gypsum ... 42
4.6 Hasil Uji CBR Dengan Variasi Serbuk Kaca ... 45
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
A.1 Water Content ... 53
A.2 Specific Gravity ... 54
A.3 Hidrometer dan Analisis Saringan ... 55
A.4 Batas Cair ... 58
A.5 Batas Plastis ... 60
A.6 Modified Proctor ... 61
B.1 CBR Laboratorium (unsoaked) ... 64
C.1 CBR Laboratorium (soaked) ... 136
D.1 Dokumentasi Kegiatan ... 208
