PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN

STABILISASI TERHADAP PARAMETER GESER TANAH

LEMPUNG

(Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen)

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

WISHNU PADMA

NIM : D 100 110 092

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

i

ii

iii

iv

MOTTO

“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah

selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan

hanya kepada Tuhanmu lah engkau berharap ”

(Al-Insyira: 6-8)

“Barang siapa menuntut ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan menuju

surga……”

(H.R Muslim)

“SEMUA KILAUAN ITU BUKANLAH EMAS”

(SPONGEBOB SQUAREPANTS)

“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari

betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah”

(Thomas Alva Edison)

“Apa yang keluar dari hati, pasti akan mudah diterima oleh hati”

(Penulis)

“ Hiduplah seperti mendaki gunung, semangat yang tiada henti mencapai puncak, ketika mencapai titik teratas gunung sesekali lah menoleh ke belakang, karena itu membuatmu bagaimana cara belajar bersyukur. Dan menoleh lah ke atas, karena diatas langit masih ada langit yang mengajarkan kamu untuk tidak sombong.”

(Penulis)

v

PERSEMBAHAN

Alhamdulillah, teriring kehadirat Allah SWT yang telah

meridhoi, kupersembahkan karya kecil ini teruntuk:

Ayah dan Ibu tersayang atas segala do’a, segala cinta,

perjuangan dan pengorbanan yang telah diberikan,

sehingga saya sampai di titik ini, saya ucapkan banyak

terimakasih.

Keluarga besarku terima kasih atas semua doa, bantuan

dan dukungan moril serta materil..

Sahabat – sahabatku Setia Hartadi, dikka, MARBUDI,

fatih, isvan, jaya abadi, bayu eka, saiful, yanuar alan,

seno, jodi, dicky, mada, dedy, devy, nadia, chanifah,

hafid dan teman-teman yang tidak bisa saya sebutkan

satu persatu, terimakasih atas semua dukungannya. Tak

kan ku lupa masa-masa bersama kalian.

vi

PRAKATA

Assalamu‟ alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirabbil „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

“PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP

PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG (Studi Kasus Tanah Lempung di

Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen)” guna melengkapi persyaratan untuk

menyelesaikan program studi S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak

memberikan bantuan dan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun juga mengucapkan

terima kasih 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, MT., PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak

Mochamad Solikin, ST., MT., PhD, selaku Ketua Jurusan Program Studi

Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta staffnya, yang telah

memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi.

3. Ibu Qunik Wiqoyah, ST., MT. selaku dosen pembimbing yang sedemikian

tulus dan ikhlas telah memberikan bimbingan, saran – saran yang bermanfaat

dan arahan serta petunjuk kepada penyusun dengan penuh kesabaran dalam

penyusunan Tugas akhir ini. Bapak Agus Susanto, ST., MT. dan Ir.

Renaningsih, MT. selaku Dosen Penguji yang banyak menyumbangkan kritik

dan saran yang sangat membangun.

4. Ibu Qunik Wiqoyah, ST., MT.. selaku Dosen Pembimbing Akademik, yang

telah membantu dan memberikan pengarahan – pengarahan yang berharga

vii

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. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan

hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.

7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak

memberikan bantuan dan dukungan kepada aku. Dan semua orang yang pernah

datang dan pergi dalam hidupku. Terimakasih banyak.

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.

Wassalamu‟ alaikum Wr. Wb.

Surakarta, 18 Juli 2017

Penyusun,

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................... iii

MOTTO ....................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ........................................................................................ v

PRAKATA ................................................................................................... vi

DAFTAR ISI ................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN .................................................... xv

ABSTRAKSI ................................................................................................ xvi

ABSTRACT ................................................................................................. xvii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ........................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ...................................................................... 2

C. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................. 2

D. Batasan Masalah ........................................................................ 2

E. Keaslian Penelitian .................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah Lempung ......................................................................... 4

B. Garam Dapur ............................................................................. 5

C. Tinjauan Penelitian Sejenis ....................................................... 6

ix

BAB III LANDASAN TEORI

A. Sifat-sifat Fisis Tanah ............................................................... 7

1. Kadar Air ............................................................... 7

2. Berat Jenis Tanah ( Specific Grafity ) ................................ 7

3. Batas-batas Atterberg ......................................................... 8

1) Batas cair (Liquid Limit) .............................................. 9

2) Batas plastis (Plastic Limit))………………………... 9

3) Batas susut (Shrinkage Limit)………………………... 9

4) Indeks plastisitas (Plasticity Indeks)………………... 10

4. Analisa ukuran butiran ....................................................... 11

1) Analisa hydrometer………………... ............................ 11

2) Analisa saringan………………... ................................. 11

5. Klasifikasi Tanah ............................................................... 12

1) USCS ………………... ................................................ 13

2) AASHTO………………... ........................................... 13

B. Sifat-sifat Mekanis Tanah ......................................................... 17

1) Uji pemadatan (standard Proctor) ………………... .... 16

2) Kuat geser tanah…... ..................................................... 17

3) Parameter geser tanah ................................................... 18

BAB IV METODE PENELITIAN

A. Tinjauan Umum ......................................................................... 19

B. Bahan Penelitian ........................................................................ 19

C. Peralatan Penelitian ................................................................... 19

1. Uji sifat fisis tanah ............................................................... 19

1a). Uji kadar air tanah (water content) ............................... 19

1b). Uji berat jenis tanah (specific gravity) .......................... 20

1c). Uji gradasi tanah ........................................................... 21

1d). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits) ................ 22

2. Uji sifat mekanis tanah .......................................................... 26

2a). Uji pemadatan (standard Proctor) ............................... 26

x

Tahapan Penelitian ................................................................ 28

D. Pelaksanaan Penelitian .............................................................. 30

1. Uji sifat fisis tanah .................................................................. 30

1a). Kadar Air (w) ................................................................. 30

1b). Specific gravity analysis (uji berat jenis/Gs) ................. 30

1c). Gradasi ukuran butiran tanah (Grain size analysis) ..... 31

1d). Pengujian batas-batas Atterberg ................................... 34

2. Pengujian pemadatan ............................................................ 37

3. Pengujian DST(Direct Shear Test) ....................................... 38

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

Uji Pendahuluan ............................................................................. 40

Uji Sifat Fisis ................................................................................... 41

1. Uji Specific gravity Garam Dapur (NaCl) ................................. 41

2. Uji Tanah Asli ........................................................................ 41

3. Uji Tanah Campuran Dengan Penambahan NaCl ....................... 41

Uji Sifat Mekanis ............................................................................. 51

1. Uji pemadatan (standard Proctor) ......................................... 51

2. Uji DST (Direct Shear Test) .................................................. 53

3. Kuat Geser Tanah ........................................................... 55

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ................................................................................ 57

B. Saran .......................................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………… 59

LAMPIRAN……………………………………………………………….... 60

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1. Mineral-mineral lempung .......................................................... 4

Gambar III.1. Batas-batas Atterberg ............................................................... 10

Gambar IV.1. Satu set alat uji kadar air .......................................................... 20

Gambar IV.2. Satu set alat uji berat jenis........................................................ 20

Gambar IV.3. Satu set alat uji Hydrometer...................................................... 21

Gambar IV.4. Satu set alat uji batas cair.......................................................... 23

Gambar IV.5. Satu set alat uji batas plastis...................................................... 24

Gambar IV.6. Satu set alat uji batas susut tanah.............................................. 25

Gambar IV.7. Satu set alat uji standard Proctor ............................................. 26

Gambar IV.9. Bagan alir tahapan penelitian .................................................... 29

Gambar V.1. Hubungan antara kadar air dengan persentase penambahan

garam dapur (NaCl)................................................................... 42

Gambar V.2. Hubungan antara specific gravity (Gs) dengan persentase

penambahan garam dapur (NaCl)............................................. ...43

Gambar V.3. Hubungan antara nilai batas cair dengan persentase penambahan

garam dapur (NaCl) .....................................................................44

Gambar V.4. Hubungan antara nilai batas plastis dengan persentase

penambahan garam dapur (NaCl)............................................. 45

Gambar V.5. Hubungan antara nilai batas susut dengan persentase penambahan

garam dapur (NaCl).....................................................................46

Gambar V.6. Hubungan antara nilai indeks plastis dengan persentase

penambahan garam dapur (NaCl)................................................47

Gambar V.7. Hubungan antara persentase lolos saringan dengan diameter

saringan .......................................................................................49

Gambar V.8. Hubungan kadar air dengan berat volume kering tanah asli dan

campuran pada tanah lolos saringan No. 4..................................57

Gambar V.9. Hubungan kadar air dengan persentase penambahan NaCl .... ...52

xii

Gambar V.10. Hubungan berat volume maksimum dengan persentase

penambahan NaCl .......................................................................52

Gambar V.11. Hubungan nilai sudut gesek dengan persentase penambahan NaCl

.....................................................................................................54

Gambar V.12. Hubungan nilai kohesi dengan persentase penambahan NaCl

.....................................................................................................55

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel III.1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah .......................... 8

Tabel III.2. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah ..................................... 10

Tabel III.3. Ukuran-ukuran ayakan standar di Amerika Serikat ....................... 11

Tabel III.4. Sistem Klasifikasi USCS Menggunakan LLR (Cassagrande, 1948) 13

Tabel III.5. Sistem Klasifikasi AASHTO............................................................. 14

Tabel III.6 Sistem Klasifikasi USCS.................................................................... 15

Tabel III.7. Ukuran pemadatan Standard Proctor (ASTM D698) ................... 16

Tabel III.8. Ukuran Standard Proctor (ASTM D698 metode A) .................... 17

Tabel V.1. Hasil uji unsur kimia sampel tanah .............................................. 40

Tabel V.2. Hasil uji sifat fisis tanah asli ....................................................... 41

Tabel V.3. Hasil uji sifat fisis tanah campuran .............................................. 42

Tabel V.4. Hasil uji gradasi butiran ............................................................... 48

Tabel V.5. Hasil uji sifat fisis tanah asli dan campuran ................................. 49

Tabel V.6. Hasil uji standard Proctor pada tanah asli dan campuran lolos

saringan No. 4 ................................................................................ 51

Tabel V.7. Hasil uji DST ( Direct Shear Test) .................................................... 53

Tabel V.8. Hasil analisa tegangan geser dan tegangan normal ...................... 56

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Pengujian Kadar Air

Lampiran B Pengujian Berat Jenis

Lampiran C Pengujian Batas-batas Atterberg

Lampiran D Pengujian Analisa Saringan

Lampiran E Pengujian Standard Proctor

Lampiran F Pengujian DST

Lampiran G Uji Pendahuluan

xv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

AASHTO = American Association of State Highway and Transportation

Official

ASTM = American Society for Testing and Materials

CH = Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi

F = Persentase butiran lolos No.200

GI = Group Index (indeks kelompok)

Gs = Spesific Grafity (Berat jenis)

IP = Indeks Plastisitas (%)

LL = Liquid Limit (batas cair) (%)

MH = Lanau anorganic dengan plastisitas tinggi

OH = Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi

opt = Optimum

PL = Plastic Limit (batas plastis) (%)

SL = Shringkage Limit (batas susut) (%)

USCS = Unified Soil Clasification System

1 = Volume tanah basah dalam cawan (cm3)

2 = Volume tanah kering oven (cm3)

V = Volume cetakan (cm3)

w = Kadar air (%)

W = Berat tanah basah di dalam cetakan (gram)

Ws = Berat kering tanah (gram)

Ww = Berat air dalam tanah (gram)

γb = Berat isi basah (gr/cm3)

γd = Berat isi kering (gr/cm3)

s = Berat volume butiran tanah (gr/cm3)

w = Berat volume air (gr/cm3)

xvi

PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI

TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG

(Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen)

ABSTRAKSI

Berdasarkan hasil uji unsur kimia tanah yang dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik

MIPA UGM Yogyakarta, tanah Sukodono memiliki kandungan unsur kimia tanah

Al2O3=16,86%, CaO=0,92%, Fe2O3=10,81%, MgO=1,35%, dan SiO2=63,25%.

Hasilpenelitian pendahuluan menunjukkanbahwa tanah di Sukodono, Sragen merupakan

tanah lempung anorganik plastisitas tinggi, dengan nilai LL=85,73%, PL=24,69%,

PI=61,04%.Dengan nilai PI=61,04% (lebih dari 17%) maka tanahSukodono,

Sragenmemerlukan perbaikan tanah dengan cara stabilisasi tanah secara kimiawi

menggunakan garam dapur (NaCl) dengan persentase penambahan NaCl 5%, 10%,

15%, 20% dan 25% dari berat sampel. Pengujian yang dilakukan berupa uji sifat fisis

dan sifat mekanis tanah asli dan tanah campuran. Hasil uji sifat fisis tanah asli dan

campuran didapatkan nilai kadar air, batas plastis, batas susut mengalami kenaikan

sedangkan berat jenis (specific grafity), batas cair, indeks plastis dan persen lolos

saringan No.200 mengalami penurunan. Klasifikasimenurut sistem USCS tanah

dengancampuran NaCl 0%, 5%, 10% dan 15%ttermasuk kelompok CH dan campuran

NaCl 20% dan 25% termasuk kelompok MH. Klasifikasimenurut sistem AASHTO

tanahdengan campuran NaCl 0% dan 5% termasuk kelompok A-7-6 dan campuran NaCl

10%, 15%, 20% dan 25% termasuk kelompok A-7-5. Hasil uji sifat mekanis dari uji

standart Proctor tanah campuran NaCl 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% mengalami

kenaikan nilai berat volume dan penurunan kadar air optimum. Nilai berat volume

maksimum sebesar 1,45 gr/cm3 dan kadar air optimum terendah sebesar 23% pada

penambahan NaCl 20%.Nilaitegangangesekterbesarterdapatpadatanahaslidengannilai

0,212

kg/cm2sedangkanpadanilaitegangangesekterendahterdapatpadatanahcampurandenganpe

nambahanNaCl 20 % sebesar 0,159 kg/cm2 .

Kata kunci :tanah lempung, garam dapur (NaCl), stabilisasi, tegangan gesek

xvii

PEMAKAIAN GARAM DAPUR SEBAGAI BAHAN STABILISASI

TERHADAP PARAMETER GESER TANAH LEMPUNG

(Studi Kasus Tanah Lempung di Kecamatan Sukodono Kabupaten Sragen)

Abstract

Based on the results of soil chemistry tests conducted in the Laboratory of

Analytical Chemistry MIPA UGM Yogyakarta, Sukodono land has chemical

element of soil Al2O3 = 16,86%, CaO = 0,92%, Fe2O3 = 10,81%, MgO =

1,35% , And SiO2 = 63.25%. The result of preliminary study shows that the soil

in Sukodono, Sragen is high plastic inorganic clay, with LL value = 85,73%, PL

= 24,69%, PI = 61,04%. With PI value = 61,04% (more From 17%) then

Sukodono land, Sragen needs land improvement by chemical soil stabilization

using salt (NaCl) with percentage of NaCl 5%, 10%, 15%, 20% and 25% from

sample weight. Tests conducted in the form of test the physical properties and

mechanical properties of the original soil and mixed soil. Physical properties of

soil and mixed soil were found to be water content, plastic limit, shrinkage limit

increased while specific gravity, liquid limit, plastic index and percent pass filter

No.200 decreased. Classification according to the soil USCS system with a

mixture of NaCl 0%, 5%, 10% and 15% t including CH and mixed NaCl 20%

and 25% including MH group. Classification according to the AASHTO system

of soil with a mixture of 0% NaCl and 5% including groups A-7-6 and 10%,

15%, 20% and 25% NaCl mixes including groups A-7-5. Result of test of

mechanical properties from standard test Proctor soil mixture of NaCl 0%, 5%,

10%, 15%, and 20% increased volume weight value and decreasing of optimum

water content. The maximum weight value of the volume is 1.45 gr / cm3 and

the lowest optimum moisture content is 23% in the addition of NaCl 20%. The

greatest frictional stress value is found on the original soil with the value of

0.212 kg / cm2 while at the lowest frictional value is found in mixed soil with

Addition of 20% NaCl of 0.159 kg / cm2.

Keywords: clay soil, salt (NaCl), stabilization, frictional stress