STABILISASI TANAH LEMPUNG dengan PLASTISITAS

i

STABILISASI TANAH LEMPUNG PLASTISITAS TINGGI

PADA INDEKS LIKUIDITAS 1 DAN 1.25 MENGGUNAKAN

SEMEN DENGAN VARIASI FAKTOR AIR SEMEN

`

CEMENTED SOIL STABILIZATION OF CLAY HIGH PLASTICITY IN LIQUIDITY INDEKS 1 AND 1.25 WITH VARYING WATER-CEMENT RATIO

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

NOR FATA YUNASHIRSON

I0111078

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

iv

MOTTO

“Karena Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya sesudah 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)

“Kenalilah Allah di masa lapang (senang), niscaya Allah akan mengenalimu di masa engkau menghadapi kesulitan.”

(Sabdah Rasulullah: Dalam Shahihul Jaami’)

“Without passion you don’t have energy, without energy you have nothing” (Warren Buffett)

“There are no secrets to success. It is the result of preparation” (Colin Powell)

v

PERSEMBAHAN

 Bapak Moch. Sulthon Nasir sebagai bapak yang telah sabar mendidik serta mengajari tentang Islam dan kehidupan dunia akhirat. Memberi kasih sayang dan kenangan meski sebentar. Semoga disana bapak berbahagia dalam lindungan Allah SWT. Amin

 Ibu Melly Yulianenti sebagai ibu yang telah mencurahkan segenap jiwa raga dan kasih sayang untuk seluruh keluarga. Terimakasih untuk selalu bermunajatkan doa-doa kepada Allah SWT.

 Sabastian Roy Nasier sebagai adik saya yang telah mendukung dan menemani Bapak Ibu di rumah.

 Pak Selamet, Pak Amutaim, Bu Lilis dan Bu Hindun sebagai eyang-eyang saya yang telah banyak berdoa dan memberikan saran untuk dunia akhirat, semoga tetap sehat dan selalu dalam lindungan Allah SWT.

 Seluruh keluarga besar dari pihak Bapak dan pihak Ibu yang selalu cinta dan memberikan kasih sayang.

 Pak Muslih dan Pak Harya sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan masukan dan koreksi.

 Mahmod Kalworai dan Ramzy Yahya rekan satu topik skripsi yang telah membantu pikiran dan tenaga sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. Tidak lupa juga terimakasih buat Tikung dan Ian temennya Tikung yang telah membantu pembuatan alat.

 Pak Gimin dan anaknya yang telah banyak membantu, mendampingi dan teman berbincang ketika di Lab Mektan.

 Azmi, Mawid, Chandra, Hadio dan Chrisna sebagai teman satu kontrakan yang selalu bangunin buat solat subuh. Terimakasih sudah memberikan kenangan serta selalu menjadi teman ketika lapar dan menjadi musuh ketika ngerjain skripsi.

 Reza, Yogo, Demar dan Ari sebagai asisten mektan dari angkatan 2011 yang banyak membantu.

 Annisa Rizki sebagai teman terkasih yang selalu memberikan dukungan dan memberikan segala kebaikan yang dia punya.

 Ryan Kurniawan, Muh. Suhaemi, Zikry Tawakal, Habib Abdul, Prasdita N., Bagus Saputra, Galih Setyo, Heri Afandi, dan Bani yang telah menyempatkan waktu membantu menyelesaikan skripsi dan sebagai teman yang mau diajak olah raga.

vi

ABSTRAK

Nor Fata Yunashirson, 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.

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 (5%, 10% dan 15% terhadap berat basah tanah) dan variasi Faktor Air Semen/FAS (20%, 25%, 30% dan 35% terhadap berat semen kering yang dibutuhkan). Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) dilakukan pada 0, 3, 7 serta 14 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 dan perawatan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan tanah meningkat dengan meningkatnya proporsi semen:tanah; meningkatnya FAS, dan meningkatnya masa perawatan. Pada kadar air LI = 1 dan kondisi tak-terendam p 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

vii

ABSTRACT

Nor Fata Yunashirson, 2015. Cemented Soil Stabilization of Clay High Plasticity in Liquidity Indeks 1 and 1.25 with Varying Water -Cement Ratio. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. content in liquidity indeks (LI) 1 and 1.25. This soil stabilization focuses to know increasing bearing capacity on varying cement content (5%, 10% and 15% of the wet weight soil) and varying water-cement ratio (20%, 25%, 30% and 35% of the dry weight of cement needed). Unconfined Compressive Strength (UCS) testing at 0, 3, 7 and 14 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, and the curing times. The results show that the compressive strength increased with the increase of cement content, water-cement ratio content, and curing times. 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.

viii

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 Menggunakan Semen dengan Variasi F aktor Air Semen”. Penulisan

laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2015.

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 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan R. Harya Dananjaya H. I. ST, MEng. selaku dosen pembimbing skripsi.

3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Jurusan 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, 2 November 2015

ix

2.2.2. Karakteristik Lempung Plastisitas Tinggi ... 8

2.2.3. Stabilisasi Tanah ... 9

x

3.3. Pengujian Indeks Propertis Tanah ... 16

3.4. Pembuatan Campuran Semen-Tanah ... 16

3.4.1 Pembuatan Tanah dengan Variasi Kadar Air LI = 1 dan LI = 1.25.... . 17

3.4.2 Pencampuran Bahan Stabilisasi ... 18

3.5. Pengujian Pokok ... ... 20

3.6. Diagram Alir Penelitian ... 21

BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian ... ... 23

4.2. Pengujian Pendahuluan Tanah Lempung Grogol ... 23

4.2.1 Pengujian Hidrometer dan Analisis Saringan... .... 23

4.2.2 Pengujian Batas Konsistensi Atterberg ... ... 24

4.2.3 Pengujian Indeks Propertis Tanah Lempung Grogol ... ... 25

4.3. Pembuatan Sampel dengan Variasi Kadar Air ... 25

4.3.1 Pengkondisian Tanah dengan Kadar Air LI = 1 dan LI = 1.25 ... 25

4.3.2 Pencampuran Tanah Lempung dengan Bahan Stabilisasi ... ... 26

4.4. Hasil Pengujian UCS Campuran Semen-Tanah ... 27

4.4.1 Pengaruh Masa Perawatan Terhadap Kuat tekan pada Variasi Proporsi Semen:Tanah ... ... 27

4.4.2 Perbandingan Pengaruh Masa Perawatan Terhadap Kuat tekan pada Kadar Air LI = 1 dan LI = 1.25 ... ... 29

4.4.3 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah Terhadap Kuat tekan pada Variasi FAS ... ... 30

xi

4.4.5 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah terhadap Kekakuan ... . 33

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 35 5.2. Saran ... 36

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Batas-batas konsistensi tanah menurut Atterberg ... . 7 Gambar 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan USCS pada tannah berbutir halus

50% atau lebih lolos saringan no. 200 (0.075 mm) ... 9 Gambar 3.1 Peta lokasi pengambilan sample tanah lempung plastisitas

tinggi ... 15 Gambar 3.2. Diagram alir penelitian ... 22 Gambar 4.1. Grafik distribusi butiran hasil uji hidrometer dan analisa

saringan... 23 Gambar 4.2 Grafik USCS untuk menentukan karakteristik tanah ... 24 Gambar 4.3 Kondisi tanah pada kadar air (a) LI = 1 dan (b) LI = 1.25 ... 26 Gambar 4.4 Pengaruh masa perawatan terhadap kuat tekan daengan FAS

20% pada kadar air LI = 1 tak-terendam dan terendam ... 28 Gambar 4.5 Pengaruh masa perawatan terhadap kuat tekan daengan FAS

20% pada kadar air LI = 1.25 tak-terendam dan terendam ... ... 28 Gambar 4.6 Perbandingan pengaruh masa perawatan terhadap tegangan

pada kadar air LI = 1 dan LI = 1.25 menggunakan FAS 20%, FAS 25%, FAS 30% dan FAS 35% ... ... 29 Gambar 4.7 Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada

perawatan 0 hari kadar air LI = 1 keadaan tak-terendam dan keadaan terendam ... ... 30 Gambar 4.8 Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada

perawatan 0 hari kadar air LI = 1.25 keadaan tak-terendam dan keadaan terendam ... ... 31 Gambar 4.9 Pengaruh stabilisasi terhadap perubahan kadar air perawatan

xiii

Gambar 4.10 Penampakan fisik sampel hasil stabilisasi pada FAS 25% masa perawatan 14 hari dengan variasi proporsi semen:tanah (a) 5% (b) 10% dan (c) 15% ... ... 33 Gambar 4.11 Hubungan antara tegangan dan regangan FAS 25% masa

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Pemilihan bahan tambah untuk stabilisasi tanah ... 10

Tabel 3.1. Proporsi stabilisasi semen-tanah ... 19

Tabel 4.1. Karakteristik tanah lempung Grogol ... 25

Tabel 4.2 Variasi kadar air yang digunakan ... 26

Tabel 4.3 Hasil uji kuat tekan silinder awal ... 26

xv

∆H : Perubahan tinggi benda uji (mm) Ho : Tinggi benda uji semula (mm)

P : Axial Load (kN) a : Load Dial (kgf)

xvi Wb : Berat tanah basah

Wd : Berat tanah kering

Ww : Berat air

Wc : Berat semen kering

5% : Perbandingan berat semen kering 5% terhadap berat tanah basah 100%

10% : Perbandingan berat semen kering 10% terhadap berat tanah basah 100%

15% : Perbandingan berat semen kering 15% terhadap berat tanah basah 100%

20% : Perbandingan berat air 20% terhadap berat semen kering 100% 25% : Perbandingan berat air 25% terhadap berat semen kering 100% 30% : Perbandingan berat air 30% terhadap berat semen kering 100% 35% : Perbandingan berat air 35% terhadap berat semen kering 100% 0 hari : Masa perawatan 0 × 24 jam setelah pencampuran semen-tanah 3 hari : Masa perawatan 3 × 24 jam setelah pencampuran semen-tanah 7 hari : Masa perawatan 7 × 24 jam setelah pencampuran semen-tanah 14 hari : Masa perawatan 14 × 24 jam setelah pencampuran semen-tanah Unsoaked : Benda uji dalam keadaan tak-terendam setelah diambil dari bak

pencampuran

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A :

Lampiran A1 – Peta Lokasi Pengambilan Sampel Lampiran A2 – Pengambilan Sampel

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

xviii

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.

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

xix

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.