commit to user
STABILISASI TANAH LEMPUNG PLASTISITAS TINGGI
PADA INDEKS LIKUIDITAS 1 DAN 1.25 DENGAN SEMEN
MENGGUNAKAN SOIL CEMENT MIXING SKALA
LABORATORIUM
`
Stabilization Of High Clay Plasticity In Liquidity Index 1 and 1.25 with Cement Using Soil Cement Mixing Laboratory Scale
SKRIPSI
Disusun Sebagai Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
PRAMUFIDANINGRUM HARDIANA SARI I1114068
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
HALAMAN PERSETUJUAN
STABILISASI TANAH LEMPUNG PLASTISITAS TINGGI
PADA INDEKS LIKUIDITAS 1 DAN 1.25 DENGAN SEMEN
MENGGUNAKAN SOIL CEMENT MIXING SKALA
LABORATORIUM
Stabilization Of High Clay Plasticity In Liquidity Index 1 and 1.25 with Cement Using Soil Cement Mixing Laboratory Scale
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh:
PRAMUFIDANINGRUM HARDIANA SARI NIM I 1114068
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing Dosen Pembimbing I
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD NIP. 19680702 199502 1 001
Dosen Pembimbing II
Dr. Niken Silmi, ST, MT NIP. 19690903 199702 2 001
commit to user
HALAMAN PENGESAHAN
STABILISASI TANAH LEMPUNG PLASTISITAS TINGGI
PADA INDEKS LIKUIDITAS 1 DAN 1.25 DENGAN SEMEN
MENGGUNAKAN SOIL CEMENT MIXING SKALA
LABORATORIUM
Stabilization Of High Clay Plasticity In Liquidity Index 1 and 1.25 with Cement Using Soil Cement Mixing Laboratory Scale
Disusun oleh:
PRAMUFIDANINGRUM HARDIANA SARI NIM I 1114068
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada hari : Selasa
Tanggal : 2 Agustus 2016
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD ...
NIP. 19680702 199502 1 001
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT ...
NIP. 19690903 199702 2 001
Dr. Bambang Setiawan ST,MT ...
NIP. 19690717 199702 1 001
Ir. Noegroho Djarwanti, MT ...
NIP. 19561112 198403 2 007
Disahkan, Kepala Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Wibowo, S.T., DEA. NIP. 196810071995021001
commit to user
MOTTO
"Tak perlu malu karena berbuat kesalahan, sebab kesalahan akan membuatmu lebih bijak dari sebelumnya"
( Pramufidaningrum HS)
“Karena Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan”
(Firman Allah : QS Al-Insyirah: 5-6)
“Dia (Ya’qub) menjawab: “Sesungguhnya hanyalah kepada Allah aku
mengadukan kesusahan dan kesedihanku.”
(Firman Allah : QS Yusuf: 86)
“Dan mohonlah pertolongan (kepada Allah) dengan sabar dan shalat. Dan shalat itu sungguh berat kecuali bagi orang-orang khusuk”
(Firman Allah : QS Al-Baqarah: 45)
“A person who never made mistake, never tried anything new”
commit to user
PERSEMBAHAN
Bismillahirrohmanirohim...
Skripsi ini Kupersembahkan kepada
commit to user
ABSTRAK
Pramufidaningrum HS, 2016. Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks Likuiditas 1 dan 1.25 dengan Semen menggunakan Soil Cement Mixing Skala Laboratorium. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Non Reguler. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Stabilisasi tanah merupakan salah satu upaya untuk memperbaiki karakteristik pada tanah bermasalah. Tanah lempung plastisitas tinggi termasuk dalam tanah bermasalah karena mempunyai daya dukung rendah. Salah satu metode untuk meningkatkan daya dukung adalah stabilisasi tanah lempung menggunakan semen.
Penelitian ini menggunakan tanah lempung plastisitas tinggi dari daerah Sukoharjo yang dikontrol kadar airnya pada Indeks Likuiditas (LI) 1 dan 1.25. Stabilisasi tanah ini berfokus pada peningkatan daya dukung tanah dengan variasi semen:tanah (15%, 20% dan 25% terhadap berat kering tanah) dan variasi Faktor Air Semen/FAS (35%, 45%, 55% dan 65% terhadap berat semen kering yang dibutuhkan). Pencampuran semen dan tanah menggunakan soil cement mixing skala laboratorium. Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) dilakukan pada 7 hari saat kondisi tak-terendam dan terendam. Data pengujian digunakan sebagai input data analisis untuk mendapatkan kuat tekan tanah yang dihasilkan.
Hasil pengujian UCS didapat grafik hubungan antara kuat tekan dengan proporsi semen:tanah, proporsi FAS, keadaan tak-terendam dan terendam, dan perbandingan penelitian terdahulu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan tanah meningkat dengan meningkatnya proporsi semen:tanah; FAS 35% adalah FAS paling optimum, dan meningkatnya kuat tekan silinder setelah dilakukan pencampuran bahan stabilisasi menggunakan soil cement mixing skala laboratorium. Pada kadar air LI = 1 dan kondisi tak-terendam kuat tekan yang dihasilkan lebih tinggi dari pada LI = 1.25 dan kondisi terendam. Ini terbukti bahwa penggunaan semen dengan variasi FAS dapat meningkatkan kekuatan tanah pada tanah lempung plastisitas tinggi.
Kata Kunci: Stabilisasi tanah; Tanah lempung plastisitas tinggi; variasi
commit to user
ABSTRACT
Pramufidaningrum HS, 2016. Stabilization of Clay High Plasticity in Liquidity Indeks 1 and 1.25 with Cement by Using Soil Cement Mixing Scale Laboratory. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Non Reguler. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Soil stabilization is an effort to improve the characteristics of the soil problems. Clay high plasticity including the soil problems, because it has a low bearing capacity. One method to increase the bearing capacity is soil stabilization with cement.
This study uses a clay high plasticity from Sukoharjo with controling water content in liquidity indeks (LI) 1 and 1.25. This soil stabilization focuses to know increasing bearing capacity on varying cement content (15%, 20% and 25% of the dry weight soil) and varying water-cement ratio (35%, 45%, 55% and 65% of the dry weight of cement needed). Unconfined Compressive Strength (UCS) testing at 7 days in unsoaked and soaked condition. The test data used as input data analysis to get the compressive strength.
The results of UCS testing were plotted compressive strength against proportion of cement:soil, proportion of water-cement ratio, the state of unsoaked and soaked, and comparison research before. The results show that the compressive strength increased with the increase of cement content, water-cement ratio 35 % are most steady, and growing strong press the cylinder after done the blending of ingredients stabilization use soil cement mixing scale laboratory. At water levels LI = 1 and unsoaked condition, the compressive strength is higher than at water lavels LI = 1.25 and soaked condition. This shows that the use of cement with variation water-cement ratio raises the compressive strength of high plasticity clay.
Keyword: Cement content; Clay High plastisity; Soil stabilization; Unconfined
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks Likuiditas 1
dan 1.25 dengan Semen Menggunakan Soil Cement Mixing Skala Laboratorium”. Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2016.
Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:
1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Niken Silmi, ST, MT selaku dosen pembimbing skripsi.
3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
4. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler maupun Non-reg. 5. Seluruh keluarga besar saya.
6. Semua pihak yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu
Penyusun mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya. Akhirnya penyusun berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang teknik sipil.
Surakarta,
commit to user
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... ... iv
PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR NOTASI ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Batasan Masalah ... 2 1.4. Tujuan Penelitian ... 3 1.5. Manfaat Penelitian ... 4 1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4 1.5.2. Manfaat Praktis ... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 8
2.2.1. Batas Atterberg (Konsistensi) ... 8
2.2.2. Karakteristik Lempung Plastisitas Tinggi ... 10
2.2.3. Stabilisasi Tanah ... 11
2.2.4. Stabilisasi Tanah dengan Semen ... ... 13
commit to user
2.2.6. Pengujian Kuat Tekan Silinder ... ... 15
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Persiapan Sampel Tanah ... 16
3.1.1. Pengambilan tanah ... 16
3.1.2. Pengkondisian tanah ... 17
3.1.3. Pemeraman tanah ... 20
3.2. Pembuatan Campuran Semen-Tanah ... 20
3.3. Pencampuran Bahan Stabilisasi dengan Tanah ... 21
3.4. Pengujian Pokok ... ... 24
3.5. Diagram Alir Penelitian ... 25
BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Pendahuluan Tanah Lempung Sukoharjo ... 26
4.1.1. Pengujian Hidrometer dan Analisis Saringan... ... 26
4.1.2 Pengujian Batas Konsistensi Atterberg ... ... 26
4.1.3. Pengujian Indeks Propertis Tanah Lempung Sukoharjo... ... 26
4.2. Hasil Pengujian UCS Campuran Semen-Tanah ... 27
4.2.1 Pengaruh Faktor Air Semen Terhadap Kuat tekan... ... 27
4.2.2 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah Terhadap Kuat Tekan pada Variasi FAS ... ... 30
4.2.3 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah terhadap Kekakuan ... 32
4.2.4 Perbandingan Keadaan Tak-Terendam (unsoaked) dan Terendam (soaked) pada LI=1 dan LI=1.25... ... 34
4.2.5 Perbandingan Kuat Tekan dengan Penelitian Terdahulu... ... 36
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 38
5.2. Saran ... 38
DAFTAR PUSTAKA... xviii
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Batas-batas konsistensi tanah menurut Atterberg ... . 9
Gambar 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan USCS pada tannah berbutir halus 50% atau lebih lolos saringan no. 200 (0.075 mm) ... 11
Gambar 3.1 Peta lokasi pengambilan sample tanah lempung plastisitas tinggi ... 16
Gambar 3.2. Kondisi tanah pada kadar air (a) LI = 1 dan (b) LI = 1.25 ... 19
Gambar 3.3. Desain Mesin Soil Cement Mixing ... 23
Gambar 3.4. Detail A Mesin Soil Cement Mixing ... 23
Gambar 3.5. Mesin Soil Cement Mixing ... 24
Gambar 3.6. Diagram Alir Penelitian ... 25
Gambar 4.1. Pengaruh FAS terhadap kuat tekan LI=1... 29
Gambar 4.2. Pengaruh FAS terhadap kuat tekan LI=1.25... ... 29
Gambar 4.3. Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada perawatan 7 hari kadar air LI = 1 keadaan tak-terendam dan keadaan terendam ... ... 31
Gambar 4.4. Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada perawatan 7 hari kadar air LI = 1.25 keadaan tak-terendam dan keadaan terendam ... ... 32
Gambar 4.5. Penampakan fisik sampel hasil stabilisasi pada FAS 25% masa perawatan 7 hari dengan variasi proporsi semen:tanah (a) 5% (b) 10% dan (c) 15% ... ... 33
Gambar 4.6. Hubungan antara tegangan dan regangan FAS 35% masa perawatan 7 hari dengan variasi proporsi semen:tanah ... 34
Gambar 4.7. Pengaruh keadaan tak-terendam (unsoaked) pada LI=1dan 1.25 ... 35
Gambar 4.8. Pengaruh keadaan terendam (soaked) pada LI=1dan 1.25 ... 35
Gambar 4.9. Perbandingan Proporsi Semen:Tanah vs Kuat Tekan antara Penelitian Sebelum dan Sekarang pada LI=1 ... 37
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pemilihan bahan tambah untuk stabilisasi tanah ... 12
Tabel 3.1. Proporsi stabilisasi semen-tanah ... 19
Tabel 3.2. Berat campuran tanah lempung dengan bahan stabilisasi ... 21
Tabel 4.1. Karakteristik tanah lempung Sukoharjo ... 27
Tabel 4.2. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan LI = 1 ... 28
Tabel 4.3. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan LI = 1.25 ... 28
Tabel 4.4. Pengaruh variasi proporsi campuran semen:tanah terhadap kuat tekan pada Variasi FAS LI = 1 ... 30
Tabel 4.5. Pengaruh variasi proporsi campuran semen:tanah terhadap kuat tekan pada Variasi FAS LI = 1.25 ... 31
Tabel 4.6. Perbandingan keadaan tak-terendam dan terendam pada LI = 1 dan LI = 1.25 ... 35
commit to user
DAFTAR NOTASI
LL : Liquid Limit (%) PL : Plastic Limit (%) SL : Shrinkage Limit (%) PI : Indeks Plastisitas (%) LI : Liquidity Indeks W : Kadar air (%) Gs : Spesific Gravityɣb : Berat volume tanah basah (gr/cm3)
ɣd : Berat volume tanah kering (gr/cm3)
ɣs : Berat volume butiran (gr/cm3)
ɣsat : Berat volume tanah jenuh (gr/cm3)
ɣeff : Berat volume tanah efektif (gr/cm3)
ɣw : Berat jenis air (gr/cm3)
V : Volume (cm3) e : Angka pori n : Porositas S : Derajat kejenuhan (%) 𝑞𝑢 : Kuat tekan (kN/m2) 𝑃 : Beban maksimum (kN)
𝐴 : Luas penampang rata-rata atau luas terkoreksi (m2) 𝐴𝑜 : Luas penampang benda uji semula (mm2)
ɛ : Regangan aksial (%)
∆H : Perubahan tinggi benda uji (mm) Ho : Tinggi benda uji semula (mm)
P : Axial Load (kN) a : Load Dial (kgf)
c : Kalibrasi arloji (0,2044) Wb : Berat tanah basah
commit to user Ww : Berat air
Wc : Berat semen kering
Unsoaked : Benda uji dalam keadaan tak-terendam setelah diambil dari bak pencampuran
Soaked : Benda uji dalam keadaan terendam selama 1 × 24 jam setelah diambil dari bak pencampuran
commit to user
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A :
Lampiran A1 – Peta Lokasi Pengambilan Sampel Lampiran A2 – Dokumentasi
LAMPIRAN B:
Lampiran B1 – Pengujian Kadar Air Lampiran B2 –Pengujian Berat Jenis Tanah Lampiran B3 – Pengujian Densitas Tanah
Lampiran B4 – Pengujian Batas Cair dan Batas Plastis Lampiran B5 – Analisis Hidrometer dan Gradasi Butiran
LAMPIRAN C:
Lampiran C1 – Perhitungan Pengujian Kuat tekan silinder dan Grafik tegangan regangan
Lampiran C2 – Rekap Kuat tekan Hasil Pengujian Kadar Air LI = 1 Lampiran C3 – Rekap Kuat tekan Hasil Pengujian Kadar Air LI = 1.25
Lampiran C4 – Pengaruh Variasi Semen:Tanah Terhadap Kuat tekan Kadar Air LI = 1 dan LI = 1.25
Lampiran C5 – Pengaruh Keadaan Tak-Terendam dan Terendam pada LI = 1 dan LI = 1.25
Lampiran C6 – Perbandingan Proporsi Semen-Tanah vs Kuat Tekan antara Penelitian Sebelum dan Sekarang pada LI =1 dan LI = 1.25
commit to user
DAFTAR PUSTAKA
Al-hassani A.M.J., Kadhim S.M., Fattah A.A., 2015. “Characteristic of cohasive soils
stabilized by Cement Kiln Dust” International Journal of Scientific & Engineering
Research, volume 6, Issue 4, ISSN 2229-5518.
Bergado, D.T., Anderson, L.R., Miura, N., dan Balasubramaniam, A.S., 1996. “Soft
Ground Improvement in Lowlamd and Other Environments”. American Society of
Civil Engineeris (ASCE) Press, New York, U.S.A.
Departemen Pekerjaan Umum, 2008, Rancangan 3, Pedoman Konstruksi dan Banguna, “Perencanaan Stabilisasi Tanah dengan bahan Serbuk Pengikat untuk Konstruksi
Jalan”.
Ghosh A., Samanta M., Sharma S., Jain S.K., Kumar D., 2011. “Estimation of
Unconfined Compressive Strength of Cement Treated Soft Indian Coastal Clay”
Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Paper No. S-323.
Hardiyatmo H.C., 2010, “Mekanika Tanah 1 edisi V”, Universitas Gajah Mada Press, Yogyakarta.
Hardiyatmo H.C., 2010, “Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan”, Universitas Gajah Mada Press, Yogyakarta.
Horpibulsuk S., Phojan W., Suddeepong A., Chinkulkijniwat A., Liu M.D., 2011. “Strength Development in Blended Cement Admixed Saline Clay” Applied Clay Science Elsevier 2011.
Ismail, M.A., Joer, H.A, Sim, W.H., Randolph, M.F. 2010. “Effect of Cement Type on
Shear Behavior of Cemented Calcareous Soil” Journal of Geotechnical and
Geoenvironmental Enggineering, 128(6), 520-529.
Makusa, G.P., 2012. “Soil Stabilization Methods and Materials in Engineering Practice” Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Lulea University of Technology, Lulea, Sweden.
Nagaraj, T.S., Miura, N., 2001. “Soft Clay Behavior – Analysis and Asessment. A.A.” Balkema, Rotterdam, The Netherlands.
Yunashirson N.F., 2015. “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks
Likuiditas 1 dan 1.25 Menggunakan Semen dengan Variasi Faktor Air Semen. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
commit to user
Rashid A.S.A., Kalatehjari R., Noor N.M., Yaacob H., Moayedi H., Sing L.K., 2014. “Relationship between liquidity indekx and stabilized strength of local subgrade
materials in a tropical area” Journal Elsevier, Measurement 55(2014) 231-237
Sasanian S., Newson T.A., 2011. “Basic Parameters Governing the behaviour of
Cement-treated Clays,” The Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations 54
(2014) ; 209-224.
Sherwood, P., 1993. “Soil Stabilization with Cement and Lime” State of the Art Review, Transport Research Laboratory, HMSO, London.
Wijaya, W.S., 2010, “Perilaku Tanah Ekspansif yang Dicampur dengan Pasir untug
Subgrade”, Magister Teknik Konsentrasi Transportasi Universitas Dipenegoro,
Semarang.
