TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN PERMEABILITAS TERHADAP TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI Tinjauan Kuat Tekan Bebas Dan Permeabilitas Terhadap Tanah Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Abu Ampas Tebu.

i

TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN PERMEABILITAS

TERHADAP TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI

DENGAN KAPUR DAN ABU AMPAS TEBU

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

disusun oleh :

MOCHAMAD FATONI NIM : D 100 100 071 NIRM : 10 6 106 03010 5071

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

iii

MOTTO

Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada di jalan Allah.

(HR.Turmudzi)

Sebagian orang dapat berhasil karena memang digariskan seperti itu. Namun hampir semua orang dapat berhasil karena mereka

telah berbulat tekad untuk itu. (Zig Ziglar)

Keberhasilan adalah sebuah proses. Niatmu adalah awal keberhasilan. Peluh keringatmu adalah penyedapnya. Tetesan air

matamu adalah pewarnanya. Doamu dan doa orang-orang disekitarmu adalah bara api yang mematangkannya. Kegagalan

disetiap langkahmu adalah pengawetnya. Akan dari itu, bersabarlah ! ! !

Allah selalu menyertai orang-orang yang penuh kesabaran dalam proses menuju keberhasilan. Sesungguhnya kesabaran akan membuatmu mengerti bagaimana cara mensyukuri arti sebuah

keberhasilan. (Anonim)

Hiduplah seperti lilin kecil, yang walaupun dengan sinar kecilnya mampu menerangi didalam kegelapan.

(Penulis)

Ikan dilaut tidak menjadi asin walaupun dia tinggal di air yang asin. Belajarlah darinya agar kita punya pendirian yang kuat dan

tidak mudah dipengaruhi oleh lingkungan sekitar. (Penulis)

Puncak gunung adalah tujuan atau target dari seorang pendaki, maka tiru lah dia yang mempunyai tujuan yang pasti. Bukan seperti air yang hanya asal mengalir dalam mengarungi hidup.

iv

PERSEMBAHAN

Alhamdulillah, dengan rasa syukur yang mendalam

kupersembahkan sebuah karya kecil ini teruntuk :

Kedua orang tuaku (Bp. Dayat & Ibu Marwiah)

Terima kasih atas doa dan nasihat-nasihat yang akan selalu

kuingat. Sehingga ananda bisa seperti sekarang ini.

Semoga ananda bisa lebih berbakti lagi terhadap kalian.

Kakakku (Maria Ulfa)

Terima kasih atas semua bantuan dan semangatnya.

Keluarga besarku

Terima kasih atas semua bantuan dan dukungan moril serta

materil.

Teman-temanku

Fajar, Doni, Firman, Muslim, Sapto, Andi, Arifin, Diki, Rymo,

Martin, Agung, Rif’an, Nurnaim, Mamik, Bambang, Kiki, Yori,

Indra, Dedi, Azhar, Luhur, Febi, Dede, Imam, Ahmad, Lia, Windi,

Widi, Rintis, dan lainnya yang tidak bisa saya sebutkan

satu per satu.

Terima kasih atas dukungan dan bantuannya.

Tak kan ku lupa masa-masa bersama kalian.

v

PRAKATA

Assalamu’ alaikum Wr. Wb.

ALhamdulillahi rabbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis selalu panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala berkah, nikmat, taufik, rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN PERMEABILITAS TERHADAP TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR DAN ABU AMPAS TEBU”. Penyusunan 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 terima kasih yang tidak terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tidak lupa penyusun ucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada :

1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-Nya, serta untuk segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk. Dan untuk anugerah terindah-Nya.

2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta staffnya, yang telah memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi.

vi

selaku Dosen Penguji dan Dosen Tamu yang banyak menyumbangkan kritik dan saran yang sangat membangun.

4. Bapak Basuki, S.T., 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. Bapakku Dayat Sudayat dan Ibuku Marwiah tercinta yang tanpa henti selalu memperjuangkan kebahagiaan dan keberhasilan buat ananda serta do’a yang selalu dipanjatkan. Karena keberhasilan ini takkan pernah ada tanpa dukungan bapak dan ibu. Dan hari ini, aku ingin mempersembahkan kebahagiaan itu untuk kalian, karena aku tahu belum sedikitpun aku bisa membalas jasa – jasa kalian. Aku ingin kalian tersenyum lebar dan memberikan pelukan hangat sebagai ucapan selamat untukku.

7. Kakakku tersayang, Maria Ulfa, A.Md. yang telah memberikan semangat, dukungan moril dan materi.

8. Keluarga besarku, yang telah memberikan dukungan kekuatan moril dan materi.

9. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.

10. Tim PPT (para pencari tanah), Fajar, Sapto, Andi, yang telah membantu dalam pengambilan sampel tanah. Juga kepada Bapak Syamsi yang sudah memberikan tanahnya sebagai sampel pada penelitian ini.

11. Tim PPL (para penghuni lab), Fajar, Doni, Dede, Imam, Diki, Martin, Feby, yang telah membantu dan menemani selama proses penelitian ini berlangsung.

vii

memberikan ijin peminjaman alat uji permeabilitas dan memberikan pengetahuan mengenai uji permeabilitas tanah.

13. Teman-temanku Civil’10, Rymo, Arifin, Firman, Sapto, Muslim (oon), Agung, Doni, Fajar, Andi, Mamik, Nurnaim, Kiki (jarwadi), Lia, Widi, Yori, Bambang, Ahmad, Rif’an, Luhur, Diki, Imam, Dede, Martin, Feby dan yang lainnya, terimakasih atas semua hari - hari yang pernah terlewati bersama di bangku kuliah maupun di luar.

14. Skuter andalanku Suzuki RC100 AD 3694 S, yang tak pernah lelah menemaniku menjelajahi dunia.

15. 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. Amin.

Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.

ix

1. Uji Permeabilitas dengan Tinggi Energi Tetap

(Constant Head) ... 22

2. Uji Permeabilitas dengan Tinggi Energi Turun (FallingHead) ... 24

3. Uji Permeabilitas dengan Alat Modifikasi Constant Pressure Head ... 26

BAB IV METODE PENELITIAN ... 29

A. Tinjauan Umum ... 29

B. Bahan Penelitian ... 29

C. Peralatan Penelitian ... 29

D. Tahapan Penelitian ... 38

E. Jalannya Penelitian ... 40

1. Uji Kadar Air Tanah (Water Content Analysis) ... 40

2. Uji Pemadatan Tanah dengan Standard Proctor ... 41

3. Uji Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) ... 42

4. Uji Permeabilitas ... 43

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45

A. Hasil Penelitian Sebelumnya ... 45

B. Hasil Uji Kadar Air Tanah (Water Content Analysis) ... 46

C. Hasil Uji Pemadatan Tanah ... 47

D. Hasil Uji Kuat Tekan Bebas ... 50

E. Hasil Uji Permeabilitas ... 53

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 55

A. Kesimpulan ... 55

B. Saran ... 56

DAFTAR PUSTAKA ... 57

x

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar III. 1. Konsep pemadatan tanah ... 13

Gambar III. 2. Grafik hubungan kadar air dan berat volume kering ... 14

Gambar III. 3. Alat uji kuat tekan bebas ... 17

Gambar III. 4. Skema prinsip pembebanan uji kuat tekan bebas ... 17

Gambar III. 5. Lingakaran Mohr untuk uji kuat tekan bebas ... 18

Gambar III. 6. Prinsip uji permeabilitas constant head ... 22

Gambar III. 7. Prinsip uji permeabilitas falling head ... 24

Gambar III. 8. Skema alat uji permeabilitas constant pressure head ... 27

Gambar III. 9. Detail sampel pada alat uji constant pressure head ... 27

Gambar IV. 1. Cawan ... 30

Gambar IV. 11. Unconfined compression machine ... 34

Gambar IV. 12. Alat pembuat sampel kuat tekan bebas ... 35

Gambar IV. 13. Alat uji permeabilitas ... 36

Gambar IV. 14. Tempat sampel uji permeabilitas ... 36

Gambar IV. 15. Bagian-bagian alat uji permeabilitas ... 37

Gambar IV. 16. Bagan alir tahapan penelitian ... 39

xi

Grafik V. 2. Hubungan antara kadar air (%) dengan berat volume

kering (gr/cm3) dari semua sampel ... 48 Grafik V. 3. Hubungan antara berat volume kering maks (gr/cm3)

dengan penambahan abu ampas tebu (%) + kapur 8% ... 49 Grafik V. 4. Hubungan antara kadar air optimum (%) dengan

penambahan abu ampas tebu (%) + kapur 8% ... 49 Grafik V. 5. Hubungan antara kuat tekan bebas (kN/m2) dengan

penambahan abu ampas tebu (%) + kapur 8% ... 51 Grafik V. 6. Hubungan antara koefisien permeabilitas (cm/detik)

xii

DAFTAR TABEL

Hal Tabel II. 1. Unsur - unsur kimia dalam tanah lempung Tanon (Wiqoyah,

2003 dalam Puri, 2012) ... 7

Tabel II. 2. Komposisi kimia kapur (Wiqoyah, 2006) ... 9

Tabel II. 3. Unsur-unsur kimia dalam abu ampas tebu (Haryono & Sudjatmiko, 2011) ... 11

Tabel III. 1. Uji pemadatan tanah metode Standard Proctor (ASTM D698) ... 14

Tabel III. 2. Ukuran Standard Proctor (ASTM D698 metode A) ... 15

Tabel III. 3. Hubungan kuat tekan bebas (qu) tanah lempung dengan konsistensinya (Hardiyatmo, 2002) ... 20

Tabel III. 4. Kisaran permeabilitas tanah (k) pada temperatur 200 C (Hardiyatmo, 2002) ... 21

Tabel V. 1. Hasil uji sifat fisis (Puri, 2012) ... 45

Tabel V. 2. Klasifikasi tanah campuran (Puri, 2012) ... 46

Tabel V. 3. Hasil uji kadar air (water content analysis) ... 46

Tabel V. 4. Hasil uji pemadatan tanah ... 48

Tabel V. 5. Hasil uji kuat tekan bebas ... 51

Tabel V. 6. Hubungan jenis sampel dengan konsistensi tanah sesuai nilai kuat tekan bebas (qu) yang didapat ... 52

xiii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

A = Luas penampang benda uji (mm2) a = Luas penampang pipa tegak (mm2) AAS = Atomic Absorbtion Spectometri

AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials ASTM = American Society for Testing and Materials

At = Luas penampang benda uji rata-rata/terkoreksi (cm2)

Ao = Luas permukaan benda uji semula (cm2)

A-2-4 = Kerikil berlanau atau berlempung dan pasir A-2-5 = Kerikil berlanau atau berlempung dan pasir A-5 = Tanah berlanau

A-7-5 = Tanah berlempung CaCO3 = Kalsium karbonat

Ca(OH)2 = Kapur

CBR = California Bearing Ratio

CH = Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi Cu = Kuat geser undrained

GI = Nilai indeks kelompok (Group Indeks) h = Perbedaan tinggi tekanan benda uji (mm) h0 = Ketinggian air mula-mula (mm)

h1 = Ketinggian air setelah beberapa saat (mm)

i = Gradien hidrolik IP = Indeks Plastisitas

xiv P = Tekanan yang diberikan (gr/cm2) Pn = Beban normal (kg)

Q = Debit rembesan (mm3/detik) qu = Kuat tekan bebas

SC = Campuran pasir-lempung SiO2 = Silika oksida

USCS = Unified Soil Classification System V = Volume air rembesan (mm3)

σ

1 = Tegangan utama mayor atau tegangan aksial

σ

3 = Tegangan kekang atau tegangan sel

 = Angka kalibrasi proving ring (kg/div) ΔL = Perbedaan tinggi benda uji (cm) Δσf = Tegangan deviator

xv Φ = Sudut gesek (˚)

γ

b = Berat volume basah (gram/cm3)

γ

d = Berat volume kering (gram/cm3)

γ

d maks = Berat volume kering maksimum (gram/cm3)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Hal Lampiran I. Hasil Uji Kadar Air Tanah ... L-1 Lampiran II. Hasil Uji Pemadatan Tanah ... L-9 Lampiran III. Hasil Uji Kuat Tekan Bebas ... L-24 Lampiran IV. Hasil Uji Permeabilitas ... L-53 Lampiran V. Hitungan Penambahan Air Untuk Pembuatan Sampel Kuat

xvii

ABSTRAKSI

TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN PERMEABILITAS TERHADAP TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI

DENGAN KAPUR DAN ABU AMPAS TEBU