pencampuran enzim urease dan pasir

67
UNIVERSITAS INDONESIA ANALISIS UJI DIRECT SHEAR PADA TANAH PASIR DENGAN INJEKSI GROUT ENZIM SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik VIRALDY MAULANA YOESE 1106052360 FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL KEKHUSUSAN GEOTEKNIK DEPOK

Upload: viraldy-maulana-yoese

Post on 27-Sep-2015

280 views

Category:

Documents


28 download

DESCRIPTION

Teknik pencampuran enzim urease dan pasir untuk meningkatkan kuat geser pasir.Pencampuran enzim urease akan membuat partikel tanah mengikat satu sama lain sehingga diharapkan nilai kohesi dan sudut geser meningkat

TRANSCRIPT

UNIVERSITAS INDONESIA

ANALISIS UJI DIRECT SHEAR PADA TANAH PASIR DENGAN INJEKSI GROUT ENZIM

SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

VIRALDY MAULANA YOESE1106052360

FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPILKEKHUSUSAN GEOTEKNIKDEPOK2015

kata pengantar

Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT, karena atas kuasa-Nya skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Saya menyadari tanpa bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, sulit rasanya bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:(1) Dr. Wiwik Rahayu, DEA. selaku dosen pembimbing I yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membantu dan mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini;(2) Yustian Heru Suprapto. selaku dosen pembimbingII yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membantu dan mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini;(3) Ir. Widjojo Adi Prakoso, MSCE, Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Sipil.(4) Pihak LIPI Cibinong yang telah memberikan bantuan dalam pengerjaan penelitian ini;(5) Laboran Lab. Mekanika Tanah (Pak Narto, Pak Wardoyo, danMas Anto) yang telah banyak membantu selama penelitian ini(6) Teman-teman DepartemenTeknik Sipil angkatan 2011 yang selalu memberi dorongan doa dan semangat;(7) Orang tua dan keluarga saya tercinta, atas doa dan dukungannya baik moril maupun materi sehingga skripsi ini dapat terselesaikanAkhir kata, saya berharap Allah SWT membalas segala kebaikan pihak-pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi kemajuan dan pengembangan ilmu penngetahuan.

Depok, 2015

Penulisabstrak

Nama: Viraldy Maulana YoeseProgram Studi: Teknik SipilJudul: Analisis Uji Direct Shear pada Tanah Pasir dengan Injeksi Grout Enzim

Daerah pesisir merupakan salah satu daerah yang membutuhkan konstruksi teknik sipil seperti gedung, jembatan, jalan sebagai penunjang daerah tersebut. Dominasi tanah di sekitar daerah pesisir adalah tanah pasir yang memiliki nilai ikatan antar partikel yang kecil. Pemanfaatan tanah pasir memerlukan rekayasa yang aman secara teknis maupun sosial-lingkungan. Oleh karena itu, metode biogrouting telah banyak dilakukan dalam pengembangan penelitian tanah pasir. Namun, metode biogrouting dengan mikroorganisme memiliki efek yang tidak signifikan terhadap tanah pasir akibat mikroorganisme tidak dapat menembus pori-pori pada pasir. Oleh karena itu, metode biogrouting dengan grout enzim dilakukan pada penelitian ini.

daftar isi

kata pengantariiabstrakiiidaftar isiivdaftar gambarvidaftar tabelviidaftar lampiranviiiBAB 111.1Latar Belakang11.2Tujuan Penelitian21.3Batasan Masalah21.4Sistematika Penulisan3BAB 242.1Pendahuluan42.2Pasir72.3Derajat Kejenuhan92.4Biogrouting122.4.1Konsep Biogrouting122.4.2Proses Presipitasi Kalsium Karbonat142.4.3Enzim Urease162.4.4Tahapan Injeksi Biogrouting172.4.5Metode Injeksi Biogrouting182.5Uji Direct Shear20BAB 3223.1Bagan Alir Penelitian223.2Penjelasan Bagan Alir Penelitian223.3Perhitungan Volume Biogrouting233.4Persiapan Sampel253.4.1Persiapan Awal253.4.2Sampel Perbandingan Material Injeksi Biogrouting253.4.3Sampel Perbandingan Waktu Fermentasi263.4.4Sampel Perbandingan Derajat Kejenuhan283.4.5Sampel Perbandingan Teknik Pencampuran Biogrouting293.4.6Jumlah Total Sampel303.5Tahapan dan Metode Injeksi323.6Uji pH343.7Uji Spesifik Gravity343.8Uji Direct Shear35lampiran37referensi47

daftar gambar

Gambar 2.1 Grafik Plastisitas Klasifikasi Tanah Unified4Gambar 2.2 Fasa pada Tanah9Gambar 2.3 Pola Injeksi Mikroorganisme pada Penelitian Riyadh 201419Gambar 3.1 Dimensi Pipa Silinder sebagai Wadah Sampel25Gambar 3.2 Tampak Atas Injeksi 9 Titik33Gambar 3.3 Potongan A33

daftar tabel

Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Unified1Tabel 2.2 Lanjutan Klasifikasi Unified3Tabel 2.3 Tabel Klasifikasi Tanah AASHTO 1929 untuk Tanah Berbutir5Tabel 2.4 Tabel Klasifikasi Tanah AASHTO 1929 untuk Tanah Lanau-Lempung6Tabel 2.5 Unit Weight Tanah7Tabel 2.6 Porositas dan Relative Density pada Tanah Berbutir Kasar7Tabel 2.7 Specific Gravity Tanah8Tabel 2.8 Korelasi Parameter Tanah Berbutir Kasar8Tabel 2.9 Kekuatan dan kekakuan tanah hasil proses biogrouting12Tabel 2.10 Metode Harkes et al (2009) pada penelitian Lisdiyanti (2012)17Tabel 3.1 Contoh Perhitungan Volume Biogrouting untuk S=100%23Tabel 3.3 Sampel Perbandingan Material Injeksi Biogrouting26Tabel 3.4 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Material Injeksi Biogrouting26Tabel 3.5 Sampel Perbandingan Waktu Fermentasi27Tabel 3.6 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Waktu Fermentasi27Tabel 3.7 Sampel Perbandingan Derajat Kejenuhan28Tabel 3.8 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Derajat Kejenuhan28Tabel 3.9 Sampel Perbandingan Teknik Pencampuran29Tabel 3.10 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Teknik Pencampuran29Tabel 3.11 Total Sampel Keseluruhan30Tabel 3.12 Sampel Ringkasan31Tabel 3.13 Kebutuhan Material Penelitian31

daftar lampiran

Lampiran 1. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =50%37Lampiran 2. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =100%39Lampiran 3. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =200%41Lampiran 4. Tampak Atas Injeksi 9 Titik (satuan : milimeter)43Lampiran 5. Potongan A (satuan : milimeter)45Lampiran 6. Potongan B (satuan : milimeter)45Lampiran 7. Potongan C (satuan : milimeter)46Lampiran 8. Potongan D (satuan : milimeter)46viii

pendahuluanLatar BelakangDaerah pesisir mulai dikembangkan dalam konstruksi teknik sipil. Pembangunan gedung, hotel, jalan raya, dermaga merupakan salah satu contoh konstruksi teknik sipil yang umum dibangun di sekitar daerah pesisir atau daerah pantai. Tanah asli pantai terdiri dari lapisan-lapisan yang bervariasi, namun yang umum terdapat di daerah pantai adalah tanah pasir yang merupakan tanah yang kurang dari 50% tertahan pada saringan no.4. Secara umum, tanah pasir memiliki nilai kohesi yang sangat kecil bahkan mendekati c = 0 sehingga parameter kekuatan geser tanah pasir hanya mengandalkan atau dihubungkan dengan nilai sudut geser dalam ()Tanah asli pantai yang ingin direkayasa untuk kepentingan konstruksi harus diperhatikan aspek-aspek non-sipil seperti sosial dan lingkungan. Teknik rekayasa grouting adalah metode injeksi konvensional yang menginjeksi material grouting beserta zat-zat kimia yang secara umum merusak lingkungan. Oleh karena itu penelitian mengenai teknik biogrouting atau rekayasa grouting secara biologis telah dilaksanakan.Teknik biogrouting adalah aplikasi injeksi bakteri urease bersama dengan nutriennya (urea dan CaCl2) dengan komposisi dan tahapan tertentu. Bakteri urease bekerja dengan mengkatalis urea sehingga melepaskan ion karbonat yang selanjutnya diikat oleh ion kalsium dari CaCl2 sehingga terbentuklah kalsium karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit mengikat partikel-partikel tanah sehingga pasir akan tersementasi menjadi seperti batuan pasir. Proses pembentukan kalsit ini yang merupakan proses utama dari teknik biogrouting. (Lisdiyanti, 2012)Telah banyak penelitian yang menggunakan teknik biogrouting dengan menginjeksi atau mencampur mikroorganisme ke dalam medium tanah. Namun, penelitian tersebut tidak menunjukkan hasil yang signifikan karena mikroorganisme yang diinjeksi tidak masuk ke dalam pori-pori tanah secara menyeluruh (Keykha et al, 2012). Oleh karena itu pada penelitian ini, digunakan material biogrouting berupa grout enzim sebagai material grout utama dalam injeksi biogroutingUrease adalah enzim yang dihasilkan salah satunya oleh bakteri laut pengendap karbonat yang bersifat katalisator dan tidak beracun (Fujita et al, 2000 dan Mobley et al 1989 dalam Ainiyah, 2014). Urease berperan sebagai katalisator proses hidrolisis urea yang menghasilkan amonia dan karbon dioksida. Dimana NH2 CO NH2 adalah urea yang terhidrolisis oleh air (H2O) sehingga menghasilkan amonia (NH4OH) dan karbon dioksida (CO2). Dengan menambahkan urease pada medium, maka reaksi pembentukan amonia akan semakin cepat sehingga pH medium semakin tinggi sehingga proses presipitasi kalsit bertambah cepat.

Tujuan Penelitian1. Mengetahui perbandingan nilai parameter kuat geser dengan material biogrouting berupa grout enzim, mikroorganisme, ataupun campuran keduanya.2. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi material biogrouting terhadap nilai parameter kuat geser.3. Mengetahui pengaruh derajat kejenuhan pencampuran material biogrouting dengan pasir terhadap nilai parameter kuat geser.4. Mengetahui perbandingan persebaran pencampuran material biogrouting dengan metode pencampuran langsung dan pencampuran injeksi.

Batasan MasalahBatasan masalah dalam penelitian adalah :1. Material yang digunakan adalah tanah pasir2. Material injeksi biogrouting utama berupa grout enzim3. Material injeksi biogrouting mikroorganisme sebagai kontrol pembanding4. Uji Direct Shear dengan standar ASTM D 3080-72 dilakukan pada seluruh sampel5. Uji Spesifik Gravity hanya dilakukan pada sampel tanah asli6. Uji pH dilakukan pada seluruh sampel

Sistematika PenulisanSistematika penulisan pada penelitian ini adalah sebagai berikutBab 1 PendahuluanPada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Latar belakang menceritakan mengenai alasan dilakukan penelitian biogrouting pada pasir. Tujuan menjelaskan mengenai parameter apa saja yang ingin didapatkan pada penelitian. Batasan masalah menjelaskan mengenai batasan-batasan yang dilakukan pada penelitian. Sistematika penulisan menjelaskan mengenai perincian setiap bab.Bab 2 Tinjauan PustakaPada bab ini dijelaskan mengenai definisi-definisi dan karakteristik menurut berbagai ahli mengenai tanah dan pasir. Terdapat juga penjelasan mengenai stabilisasi tanah dengan metode biogrouting, dan pencampuran tanah gambut dengan pasir.Bab 3 Metodologi PenelitianPada bab ini dijelaskan mengenai tahapan-tahapan penelitian, mulai dari persiapan sampel, teknik injeksi grout enzim, dan metode pengujian yang dilakukanBab 4 Hasil dan Analisis PenelitianPada bab ini dijelaskan mengenai analisa hasil penelitian pada sampel-sampel yang telah ditentukanBab 5 KesimpulanPada bab ini dijelaskan mengenai kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian untuk menjawab tujuan penelitian. Terdapat juga saran-saran yang berguna untuk penelitian selanjutnya.

tinjauan pustaka

PendahuluanTeknik biogrouting adalah aplikasi injeksi bakteri urease bersama dengan nutriennya (urea dan CaCl2) dengan komposisi dan tahapan tertentu. Bakteri urease bekerja dengan mengkatalis urea sehingga melepaskan ion karbonat yang selanjutnya diikat oleh ion kalsium dari CaCl2 sehingga terbentuklah kalsium karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit mengikat partikel-partikel tanah sehingga pasir akan tersementasi menjadi seperti batuan pasir. Proses pembentukan kalsit ini yang merupakan proses utama dari teknik biogrouting. (Lisdiyanti, 2012)Telah banyak penelitian yang menggunakan teknik biogrouting dengan menginjeksi atau mencampur mikroorganisme ke dalam medium tanah. Namun, penelitian tersebut tidak menunjukkan hasil yang signifikan karena mikroorganisme yang diinjeksi tidak masuk ke dalam pori-pori tanah secara menyeluruh (Keykha et al, 2012). Oleh karena itu pada penelitian ini, digunakan material biogrouting berupa enzim urease sebagai material pencampuran dengan sampel pasir.Urease adalah enzim yang dihasilkan salah satunya oleh bakteri laut pengendap karbonat yang bersifat katalisator dan tidak beracun (Fujita et al, 2000 dan Mobley et al 1989 dalam Ainiyah, 2014). Urease berperan sebagai katalisator proses hidrolisis urea yang menghasilkan amonia dan karbon dioksida. Dimana NH2 CO NH2 adalah urea yang terhidrolisis oleh air (H2O) sehingga menghasilkan amonia (NH4OH) dan karbon dioksida (CO2). Dengan menambahkan urease pada medium, maka reaksi pembentukan amonia akan semakin cepat sehingga pH medium semakin tinggi dan membuat proses presipitasi kalsit bertambah cepat.31

Biogrouting Pada PasirKonsep BiogroutingTeknik biogrouting adalah aplikasi injeksi bakteri urease bersama dengan nutriennya (urea dan CaCl2) dengan komposisi dan tahapan tertentu. Bakteri urease bekerja dengan mengkatalis urea sehingga melepaskan ion karbonat yang selanjutnya diikat oleh ion kalsium dari CaCl2 sehingga terbentuklah kalsium karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit mengikat partikel-partikel tanah sehingga pasir akan tersementasi menjadi seperti batuan pasir. Proses pembentukan kalsit ini yang merupakan proses utama dari teknik biogrouting. (Lisdiyanti, 2012)

Proses Presipitasi Kalsium KarbonatMetode biogrouting memanfaatkan proses pembentukan kalsit/kalsium karbonat sebagai proses utama. De Jong et al (2009) menjelaskan beberapa reaksi metode-metode presipitasi kalsit yang diperlihatkan pada persamaan di bawah Hidrolisis UreaNH2-CO-NH2 + 3H2O 2NH4+ + HCO3- + OH-Pada metode ini digunakan proses hidrolisis pada urea (NH2-CO-NH2) sehingga menghasilkan OH- yang meningkatkan pH. Energi bebas Gibbs pada metode ini sebesar -27 kJ/mol DenitrifikasiCH3COO- + 2,6H+ + 1,6 NO3- 2CO2 + 0,8 N2 + 2,8 H2OPada metode ini proses denitrifikasi membutuhkan ion H+ sehingga meningkatkan pH. Energi bebas Gibbs pada metode ini sebesar -785 kJ/mol Reduksi FeCH3COO- + 8Fe(OH)3(solid) + 6HCO3- + 7H+ 8 FeCO3(solid) + 20H2OPada metode ini, reduksi Fe dari Fe(OH)3 menjadi FeCO3 membutuhkan ion H+ sehingga pH meningkat. Energi bebas Gibbs pada metode ini sebesar -316 kJ/mol Reduksi SulfatCH3COO- + 2H+ + SO42- HS- + 2H2O + CO2Pada metode ini, reduksi sulfat dari SO42- menjadi HS- membutuhkan ion H+ sehingga pH meningkat. Energi bebas Gibbs pada metode ini sebesar -57 kJ/mol

De Jong (2009) lebih lanjut menyatakan bahwa proses presipitasi kalsit dengan hidrolisis urea lebih banyak digunakan karena metode ini dengan cepat mengkondisikan lingkungan yang jenuh dan dapat dipertahankan. Lisdiyanti (2012) menyatakan ada beberapa teori pembentukan kalsit oleh para ahli, antara lain :

Lappin-Scott (1998) dan Deo (1997) dalam Lisdiyanti (2012)Presipitasi kalsit merupakan fungsi dari konsentrasi sel, kekuatan ionik, dan pH media. Mikroorganisme (permukaan sel bermuatan negatif) menarik kation termasuk Ca2+ dari lingkungan dan dibentuk pada permukaan sel. Beberapa reaksi yang ditinjau adalahCa2+ + Sel Sel-Ca2+ Sel-Ca2+ + CaCO32- Sel-CaCO3 Ramakrishnan et al. (2000) dalam Lisdiyanti (2012)Menurut teori ini, beberapa reaksi dalam presipitasi kalsit adalahCa2+ + HCO3- + OH- CaCO3 + H2OCa2+ + 2HCO3 CaCO3 + CO2 + H2OReaksi-reaksi di atas dipicu oleh perubahan pH yang meningkat akibat aktivitas bakteri yang ditunjukkan pada reaksi di bawahNH2 CO NH2 + 3H2O 2NH4OH + CO2Oleh karena itu, bakteri berperan sebagai katalis dalam presipitasi kalsit Ramakrishnan et al. (2000) dalam Lisdiyanti (2012)Presipitasi kalsit pada air laut disebabkan oleh reaksi amonium karbonat dengan kalsium sulfat pada air laut. Reaksi tersebut adalah(NH4)2CO3(aq) + CaSO4 CaCO3(s) + (NH4)2SO4(aq) Castanier et al. 2000 dan Zavarzin 2002 dalam Lisdiyanti (2012)Kalsium karbonat bereaksi dengan amonia hasil produksi bakteri sehingga terjadi presipitasi kalsit dengan reaksi berikut:Ca(HCO3)2(aq) + 2NH4OH(aq) CaCO3(s) + (NH4)2CO3(aq) + 2H2OPresipitasi secara biogenik melalui beberapa tahapan yaitu pembentukan barrier geokimia yang alkalin, pembentukan larutan CaCO3 jenuh, produksi koloid kalsit, nukleasi kalsium karbonat pada lendir bakteri yang mengandung Ca2+ teramobil, proses diagenesis dan kristalisasi mineral kalsium, dan sementasi dan konsolidasi yang mengubah sedimen menjadi batuan.Proses presipitasi tersebut secara singkat ditulis oada reaksi berikutCa2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2 + H2O

Enzim UreaseUrease adalah enzim yang dihasilkan salah satunya oleh bakteri laut pengendap karbonat yang bersifat katalisator dan tidak beracun (Fujita et al, 2000 dan Mobley et al 1989 dalam Ainiyah 2014). Urease berperan sebagai katalisator proses hidrolisis urea yang menghasilkan amonia dan karbon dioksida. Reaksi tersebut antara lainNH2 CO NH2 + 3H2O 2NH4OH + CO2Dimana NH2 CO NH2 adalah urea yang terhidrolisis oleh air (H2O) sehingga menghasilkan amonia (NH4OH) dan karbon dioksida (CO2). Dengan menambahkan urease pada medium, maka reaksi pembentukan amonia akan semakin cepat sehingga pH medium semakin tinggi. pH medium yang tinggi akan memprecepat proses presipitasi kalsit dengan reaksi seperti di bawah: (Ramakrishnan et al., 2000 dalam Lisdiyanti, 2012)Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2 + H2OAiniyah (2014) meneliti mengenai aplikasi biogrouting menggunakan enzim urease pada tanah pasir. Lebih lanjut, Ainiyah (2014) menyatakan bahwa urease tumbuh optimum pada suhu 25oC dengan pH 8 dengan aktifitas enzim urease mencapai 144,12 unit/ml. Penelitian yang dilakukan memakai material pasir dalam kondisi yang salin di dalam cetakan dan diinjeksi urease dengan metode injeksi langsung (De Jong et al. 2006). Campuran pasir dan urease diinkubasi pada suhu ruang selama 24 jam dan setiap 4 jam diperiksa nilai pH dan pembentukan mineral kalsit secara visual. Hasil penelitian menyatakan bahwa terjadi proses sementasi pada pasir yang ditunjukkan secara visual sehingga penelitian biogrouting untuk dianalisis kekuatan geser pasir pada penelitian ini dapat dilakukan.

Tahapan Injeksi BiogroutingHarkes et al. 2009Metode ini dilakukan oleh Lisdiyanti (2012) dalam melakukan penelitian. Pasir dijenuhkan dengan penyiraman larutan salin lalu ditambahkan dengan larutan urea dan CaCl2. Campuran dibiarkan selama 120 menit. Setelah itu, dilakukan injeksi bakteri biogrouting menggunakan metode spray secara merata di atas permukaan pasir. Lalu, campuran diinkubasi dalam suhu ruang selama 24 jam. Setelah itu, diinjeksi larutan sementasi (urea dan CaCL2) ke dalam pasir dan diinkubasi selama 24 jam. Injeksi larutan sementasi dilakukan pada hari ke-2 dan setelah itu diinkubasi selama 2 mingguTabel 2.10 Metode Harkes et al (2009) pada penelitian Lisdiyanti (2012)Sumber : Lisdiyanti, 2012BatchFaseDeskripsiDurasi (jam)Debit (ml/jam)Volume (ml)Catatan

1PencucianPengairan0,1680117Air laut

PlacementInjeksi Bakteri0,058043Aktivitas urease = OD600

SementasiInjeksi CaCl20,168011750mM CaCl2

Injeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2

Pendiaman200

2SementasiInjeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2

Pendiaman200

3SementasiInjeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2

Pendiaman200

De Jong et al. 2006Metode ini dilaksanakan juga pada penelitian Lisdiyanti, 2012. Perbedaan metode ini dengan metode Harkes et al (2009) adalah pada proses persiapan injeksi bakteri. Pada metode Harkes et al (2009), proses injeksi bakteri dilakukan setelah injeksi 50 mM CaCl2 sedangkan pada metode ini, bahan utama bakteri telah disiapkan dalam media pertumbuhan (larutan campuran yang terdiri dari urea dan CaCl2). Kultur isolat bakteri diaerasi untuk mencapai pH larutan campuran 8 lalu campuran tersebut diinjeksi ke dalam pasir.

Pada penelitian ini, dipakai metode Harkes et al namun tanpa tahapan. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan pasir dengan grout enzim (biogrout utama) atau mikroorganisme (biogrout sekunder) terlebih dahulu. Setelah itu dilakukan pencampuran dengan larutan sementasi.

Metode Injeksi BiogroutingInjeksi TitikMetode ini dilakukan oleh Riyadh (2014) dalam penelitian injeksi mikroorganisme pada tanah gambut. Metode yang dilakukan memiliki pola-pola titik injeksi dengan alat injeksi berupa suntikan dengan jarum berupa sedotan atau pipa kecil yang dilubangi sisi-sisinya. Jarak antar lubang sejauh 1 cm. Media yang dipakai sebagai wadah injeksi adalah ember dengan tinggi 20 cm dan diameter 42 cm. Berikut adalah gambar pola injeksi yang dilakukan oleh Riyadh (2014)

Gambar 2.3 Pola Injeksi Mikroorganisme pada Penelitian Riyadh 2014Sumber : Riyadh, 2014

Pencampuran langsungMetode ini dilakukan oleh Farlan (2014) dalam penelitian pencampuran mikroorganisme terhadap tanah gambut. Pencampuran mikroorganisme dilakukan dengan penyemprotan langsung pada sampel tanah menggunakan spray secara merata dan diaduk dengan sekop. Pengadukan dilakukan setiap 7 hari sekali untuk waktu pendiaman campuran selama 30 hari dan 45 hari.

Pada penelitian ini, dilakukan metoe pencampuran langsung menggunakan spray. Sampel tanah dispray dengan enzim sambil diaduk secara merata, setelah itu di spray dengan larutan sementasi pada sampel tanah pasir.

Penelitian Biogrouting Pada Pasir TerdahuluBeberapa penelitian perbaikan tanah menggunakan teknik biogrouting telah banyak dilakukan seperti yang ditunjukan pada tabel. Secara umum, teknik biogrouting bekerja pada tingkat pori-pori (nano) untuk meningkatkan kekuatan (strength) dan kekakuan (stiffness) dan memperbaiki permeabilitas. (Lisdiyanti, 2012)Tabel 2.9 Hasil proses Biogrouting pada Pasir di luar Indonesiasumber : Beberapa sumber dalam Lisdiyanti, 2012 NoMikroorganismeObyekHasilReferensi

1Bacillus pasteuriiRemediasi Rekahan GranitRekahan granit dapat diremediasi dengan campuran bakteri dengan debu silika dan pasirGollapudi et al.(1995) dan Zhong and Islam (1995)

2Bacillus pasteurii teramobil pada Polyurethane FoamRemediasi Rekahan Beton- Tidak terjadi peningkatan kekuatan regangan dan modulus elastik- Peningkatan kekuatan kompresiBang et. al. (2001)

3Bacillus pasteurii ATCC 11859 dan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853Remediasi Rekahan BetonPeningkatan kekuatan kompresi dan kekakuan kubus mortar semenRamachandran et. al. (2001)

4Bacillus amyloliquefaciens CMB01Konservasi batuan ornamental dan karya seniProduksi dan pencetakan kristal kalsit dalam bentuk butiranLee (2003)

5Bacillus pasteuriiPerbaikan kondisi tanahPeningkatan kekakuan tanah (Shear Wave Velocity dan Undrained Shear Strength)De Jong (2006)

6Sporosarcina pasteurii DSMZ 33TPerbaikan kondisi tanah- Peningkatan kekuatan dan kekakuan tanah- Perbaikan kapasitas penahan muatan (load bearing capacity) pada tanah tanpa membuat tanah impermeabel terhadap fluida.Whiffin et al. (2005)

7Sporosarcina pasteurii DSMZ 33TPerbandingan CaCO3 dengan kekuatanPeningkatan Unconfined Compressive Strength sejalan dengan peningkatan kandungan CaCO3Harkes et al. (2009)

NoMikroorganismeObyekHasilReferensi

1Bacillus SubtilisLempung Kepasiran Makassar CityPeningkatan Unconfined Compressive Strength, sudut geser, dan kohesi. Penurunan permeabilitas.Harianto et al (2013)

2

3

4

5

Beberapa properti tanah menurut para ahli adalah sebagai berikutUnit WeightTabel 2.5 Unit Weight TanahSumber : Budhu (2010)Tipe Tanahsat (kN/m3)d (kN/m3)

Kerikil20-2215-17

Pasir18-2013-16

Lanau18-2014-18

Lempung16-2214-21

Porositas dan Relative DensityTabel 2.6 Porositas dan Relative Density pada Tanah Berbutir KasarSumber : Budhu (2010)Dr (%)Porositas, n (%)Deskripsi

0-20100-80Sangat longgar

20-4080-60Longgar

40-7060-30Kepadatan Menengah

70-8530-15Padat

85-10021>85>45

Derajat KejenuhanTanah merupakan material yang terdiri dari padatan, cairan, dan gas. Padatan dapat terbentuk oleh mineral, material organik, ataupun keduanya. Rongga di antara partikel-partikel padatan tanah disebut pori (void). Secara umum, dominasi yang mengisi rongga padatan tanah adalah air dan udara. Cairan pada rongga tanah disebut air pori (porewater), jika seluruh rongga tanah terisi oleh air maka tanah tersebut dikatakan jenuh (saturated) dan jika tidak seluruh rongga tanah terisi oleh air maka tanah dikatakan tidak jenuh (unsaturated). (Muni Budhu)

Gambar 2.2.2 Fasa pada TanahSumber : Budhu (2010)

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa volume total tanah terdiri dari volume padatan, cairan, dan udara. Dan berat total tanah terdiri berat padatan dan berat cairan karena berat udara tidak signifikan. Persamaan dapat dinyatakan denganV = Vs + Vw + Va = Vs + VvDimanaV= Volume total tanahVs = Volume padatan pada tanahVw= Volume cairan pada tanahVv= Volume pori pada tanah

W = Ws + WwDimanaW = Berat total tanahWs= Berat padatan pada tanahWw= Berat cairan pada tanah

Pada penelitian ini ingin dicari nilai derajat kejenuhan pada tanah pasir agar dapat ditambahkan cairan material biogrouting yang tidak melebihi pori pada tanah. Untuk mendapatkan derajat kejenuhan maka perlu mencari nilai-nilai di bawah terlebih dahuluKadar airKadar air merupakan perbandingan berat air dengan berat padatan pada tanah. Penjelasan mengenai metode akan dijelaskan pada bab 3. Persamaan dalam menentukan kadar air tanah adalah sebagai berikut

Dimanaw = Kadar airWw = Berat cairan pada tanahWs = Berat padatan pada tanah

Rasio pori (void ratio)Rasio pori merupakan perbandingan antara volume rongga pada tanah dengan volume total tanah. Persamaan dinyatakan sebagai berikut

Dimanae = Rasio poriVv = Volume pori pada tanahVs = Volume padatan pada tanah

PorositasPorositas merupakan rasio perbandingan volume pori dengan volume keseluruhan dari tanah. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut

Dimanan = porositasVv = Volume pori pada tanahV= Volume keseluruhan tanah

Porositas memiliki perbandingan dengan angka pori dinyatakan dengan persamaan berikut

Specific Gravity (Gs)Nilai Gs merupakan nilai yang menyatakan perbandingan berat tanah terhadap berat air pada volume yang sama. Persamaan SG adalah sebagai berikut

DimanaGs = Nilai Specific Gravity tanahWs = Berat padatan pada tanahVs= Volume padatan pada tanahw = Berat jeni air (9,81 kN/m3)

Derajat Kejenuhan (S)Derajat kejenuhan adalah perbandingan volume air dengan volume pori. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut

DimanaS= Derajat Kejenuhan (1 = Jenuh, 0 = Kering)Vw = Volume cairan pada tanahVv= Volume pori pada tanahw= Kadar air tanahGs= Specific Gravity tanahe= Angka pori tanah

Uji Direct ShearUji direct shear adalah uji yang dilakukan untuk mengetahui parameter kuat geser tanah. Parameter kuat geser tanah yang bisa didapat dari uji direct shear antara lain adalah nilai kohesi tanah (c) dan nilai sudut geser tanah (). Uji direct shear, dilakukan dengan memberikan beban normal dan beban geser pada sampel yang telah dimasukkan ke dalam alat uji shear box.

sumber : G.N Smith 1988

Pada uji ini, pemberian beban secara konstan pada arah vertikal (normal) pada sampel dan pemberian gaya geser dengan kecepatan konstan dilakukan untuk mendapatkan nilai kekuatan geser. Pemberian gaya geser dengan kecepatan konstan dilakukan untuk menjaga nilai tegangan air pori sampai tercapainya nilai kekuatan geser yang maksimum. Persamaan tegangan normal (n) merupakan persamaan dengan variabel gaya normal (P) dan luas permukaan bidang geser (A), persamaan tersebut adalah

Nilai tegangan geser () juga dapat dicari dengan di dalamnya terdapat nilai gaya geser (G) yang merupakan nilai pembacaan maksimum load dial (M) setelah dikalikan dengan nilai kalibrasi prooving dial (LRC), dan nilai luas permukaan bidang geser, persamaan tersebut adalah

Persamaan tegangan geser kedua yang dipakai pada penelitian ini adalah persamaan Coulomb, dimana untuk mencari nilai tegangan geser () membutuhkan variabel kohesi tanah efektif (c), tegangan normal (n), perubahan tegangan air pori (u), dan sudut geser dalam efektif (). Persamaan tersebut adalah

Pada persamaan Coulomb di atas, dapat dilihat bahwa seiring kenaikan tegangan normal maka tegangan geser akan meningkat. Peningkatan tegangan geser menunjukkan bahwa gaya perlawanan sampel tanah semakin bertambah. Peningkatan gaya perlawanan sampel tanah disebabkan oleh titik kontak antar partikel yang semakin banyak akibat peningkatan gaya normal. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa nilai tegangan geser merupakan salah satu fungsi dari tegangan normal yang diberikan pada sampel tanah.

Bagan Alir Penelitian

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian

Penjelasan Bagan Alir PenelitianPenelitian dimulai dengan persiapan sampel. Sampel yang digunakan memiliki beberapa variasi untuk membandingkan variabel-variabel tertentu yang akan dijelaskan lebih lanjut pada sub-bab 3.3. Setelah variasi sampel disiapkan, maka dilakukan pencampuran material biogrouting berupa grout enzim sebagai material biogrouting utama dan mikroorganisme sebagai material biogrouting pembanding dengan waktu peram yang telah ditentukan dan dijelaskan lebih lanjut pada sub-bab berikutnya. Setelah itu, dilakukan pengujian pada sampel berupa pengujian utama adalah uji geser langsung (direct shear) yang nilainya akan dianalisa dan kemudian dapat disimpulkan pengaruh pencampuran enzim pada tanah pasir.Persiapan SampelPerhitungan Material yang DigunakanMaterial yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir, enzim, dan larutan sementasi. Perhitungan yang dilakukan berdasarkan perkiraan nilai Gs dan kerapatan kering berdasarkan literatur untuk memperkirakan jumlah dan volume material yang digunakan. Perhitungan akan diulang kembali setelah didapatkan nilai Spesifik Gravity (Gs) dan kerapatan kering (d) hasil uji sampel tanah asli.Perhitungan material pasir dilakukan berdasarkan korelasi literatur yang dilakukan dengan sampel tanah pasir memiliki nilai kerapatan kering 1,43 g/cm3 dan nilai Gs 2,66. Sampel pasir yang digunakan akan dicetak pada wadah berdiameter 127 mm dan tinggi 60 mm. Hasil perhitungan material pasir untuk satu kali uji untuk satu variasi sampel adalah 1087 gram. Pada penelitian ini terdapat 7 variasi sampel dengan 4 kali pengujian masing-masing variasinya sehingga perkiraan material pasir yang dibutuhkan sebesar 30436 gram. Perhitungan detail material pasir dapat dilihat pada lembar lampiran.Perhitungan volume enzim dan larutan sementasi beranjak dari nilai derajat kejenuhan (S) pada tanah pasir. Volume biogrouting yang diinjeksikan pada sampel tidak melebihi pori pada sampel tanah agar tidak menciptakan kondisi injeksi yang berlebihan. Kondisi injeksi yang berlebihan adalah kondisi dimana volume material biogrouting yang digunakan melebihi volume pori yang dapat ditampung oleh tanah sampel. Oleh karena itu perlu dihitung volume pori pada sampel dengan teori derajat kejenuhan. Pada sampel ini terdapat 3 variasi derajat kejenuhan, derajat kejenuhan 50%, derajat kejenuhan 100%, dan derajat kejenuhan 100% dengan kondisi terendam sebagian. Kadar air awal pada penelitian ini ditetapkan sebesar 30%, sehingga volume pori perlu dikurangi dengan volume air untuk mendapatkan nilai volume enzim dan volume larutan sementasi. Perkiraan total volume enzim urease yang dibutuhkan sebesar 1346,4 mL dan volume larutan sementasi sebesar 3376 mL. Perhitungan detail volume grout enzim dan larutan sementasi dapat dilihat pada lembar lampiran.

Tabel 3.1 Perkiraan Jumlah/Volume Material yang DigunakanMaterialJumlah / Volume

Pasir30436 gram

Enzim Urease1346,4 mL

Larutan Sementasi3376 mL

Persiapan WadahSampel pasir dimasukkan ke dalam pipa silinder berukuran diameter 5 inch atau sekitar 127 mm dan tinggi 60 mm sehingga volume sampel adalah sekitar 760 cm3. Masing-masing sampel dipersiapkan sebanyak 4 buah agar dapat dilihat konsistensi pengujian direct shear. Variasi yang terdapat pada penelitian ini sebanyak 7 variasi dengan masing-masing variasi dilakukan 4 kali pengujian Direct Shear. Oleh karena itu minimal perlu disiapkan 28 wadah pipa silinder.

Gambar 3.2 Dimensi Pipa Silinder sebagai Wadah Sampel

Penyaringan SampelSampel pasir yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir murni tanpa campuran lanau ataupun lempung. Sampel pasir adalah sampel yang lolos pada saringan No.4 dan tertahan pada saringan No.200. Gradasi pada persebaran partikel tidak diperhitungkan karena pada penelitian ini diharapkan partikel pasir dapat mengikat satu sama lainnya akibat pencampuran dengan enzim urease.

Pengkondisian pHSampel pasir yang telah disaring dicuci hingga bersih dan dikondisikan agar nilai pH pasir berada pada nilai 7. pH 7 merupakan nilai pH paling efektif untuk reaksi enzim urease terhadap tanah pasir (Ainiyah, 2012). Pengkondisian pH pasir dilakukan dengan merendam sampel pasir dengan larutan akuades (air suling) selama 24 jam dan dilakukan pengujian pH. Pengukuran pH pada sampel dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Pasir dengan massa 1 gram dilarutkan di dalam akuades 10 mL dan diaduk hingga merata. Setelah tercampur, pH meter yang telah dikalibrasi diletakkan pada campuran tanah dengan akuades. Nilai pH akan terbaca pada layar digital. Apabila nilai pH pasir setelah direndam akuades masih jauh di bawah 7, maka dilakukan perendaman sampel pasir dengan larutan NaOH dengan pH 7 untuk mempercepat pengkondisian pH sampel pasir.

Pengeringan SampelSampel pasir yang digunakan adalah sampel pasir kering oven. Pengeringan sampel juga dilakukan untuk mengetahui kerapatan kering tanah pada kondisi asli (tidak dipadatkan). Sampel tanah dimasukkan ke dalam wadah pipa yang akan digunakan. Sampel pasir dikeringkan di dalam oven dengan suhu 105oC selama kurang lebih 16 jam. Setelah itu ditimbang dan didapat nilai kerapatan kering, untuk mendapatkan nilai saat kadar air awal 0%.

Pengujian Spesifik Gravity Pengujian ini hanya dilakukan pada sampel sebanyak 3 kali untuk mengetahui nilai Gs sampel yang digunakan untuk penentuan volume biogrouting sebenarnya. Nilai yang diambil adalah nilai rata-rata dari 3 kali pengujian. Pengujian Berat Jenis Tanah dilakukan sesuai ASTM D 854-02. Urutan pengujian ini antara lain sebagai berikut1) Menyaring sampel pasir lolos saringan No.42) Mengeringkan sampel pada temperatur 110 0C selama 24 jam3) Mencuci piknometer dengan air suling, kemudian mengeringkan piknometer dan menimbang piknometer4) Memasukkan sampel tanah ke dalam piknometer dan menimbang massa sampel tanah + piknometer5) Menambahkan air suling ke dalam piknometer yang berisi sampel tanah hingga terisi sampai duapertiganya.6) Mendiamkan benda uji selama 24 jam atau lebih7) Memanaskan piknometer selama 10 menit untuk mengeluarkan udara di dalam piknometer8) Merendam piknometer dalam bak sampai suhu piknometer tetap. Lalu, menambahkan air suling hingga penuh dan mengeringkan bagian luar piknometer.9) Menimbang piknometer+air suling+massa sampel10) Menentukan isi piknometer dengan cara membersihkan piknometer dan mengisi dengan air suling. Lalu mengeringkan dan timbang.11) Menghitung data untuk menentukan nilai berat jenis sampel

Penambahan Kadar Air AwalKondisi pasir untuk penelitian ini memiliki kadar air awal sebesar 30%. Oleh karena itu perlu ditambahkan sekitar 106 mL air pada sampel pasir dengan massa 1087 gram pada volume sampel pasir 760 cm3. Perhitungan ini dapat berubah tergantung nilai Spesifik Gravity sampel pasir dan nilai kerapatan kering pasir.

Variasi SampelVariasi pada sampel ini dilakukan untuk menjawab tujuan penelitian. Variasi yang dilakukan berdasarkan parameter kuat geser tanah pasir untuk melihat pengaruh enzim urease, pengaruh waktu fermentasi enzim urease, dan pengaruh variasi derajat kejenuhan pencampuran enzim urease. Berikut adalah tabel yang berisi jumlah dan volume dari masing-masing variasi.

Tabel 3.2 Variasi Sampel PenelitianVariasi SampelMassa Pasir (gram)Volume Grout Enzim (mL)Volume Larutan Sementasi (mL)Waktu Fermentasi (hari)

A1087---

AG-3108749,31973

AG-7108749,31977

AG-14108749,319714

AG-S 50108714,15614

AG-S 100108749,319714

AG-S Terendam Sebagian1087125,350114

Total304361346,43376

KeteranganA: Pasir Asli (Tanpa Perlakuan)AG-3: Pasir Asli + Enzim Waktu 3 hari (S=100%)AG-7: Pasir Asli + Enzim Waktu 7 hari (S=100%)AG-14: Pasir Asli + Enzim Waktu 14 hari (S=100%)AG-S 50: Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat kejenuhan S=50%AG-S 100: Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat kejenuhan S=100%AG-S Terendam Sebagian: Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat kejenuhan S=100% dengan kondisi terendam sebagian

Variasi-variasi tersebut memiliki variabel kontrol yang ditetapkan sama pada setiap variasi. Kontrol yang dilakukan pada setiap variasi sampel antara lain adalah, kadar air awal 30%, nilai pH 7, pencampuran enzim menggunakan spray, suhu ruang, dan perbandingan enzim dengan larutan sementasi 1:4.Variasi-variasi tersebut dapat menjawab tujuan penelitian dengan tabel analisa sebagai berikutTabel 3.3 Analisa Perbandingan Variasi SampelNoVariasi Sampel DasarVariasi Sampel SasaranAnalisa Perbandingan

1AAG-14Pengaruh pencampuran enzim pada parameter kuat geser pasir.

2AG-3AG-7Pengaruh waktu fermentasi enzim terhadap parameter kuat geser pasir

AG-7AG-14

3AG-S 50AG-S 100Pengaruh derajat kejenuhan pasir pada parameter kuat geser.

AG-S 100AG-S 100 Terendam Sebagian

Tahapan dan Metode PencampuranTahapan pencampuran dilakukan dengan melakukan pencampuran pasir dengan enzim urease terlebih dahulu, setelah itu baru dilakukan pencampuran larutan sementasi. Metode pencampuran biogrouting adalah pencampuran secara langsung. Pencampuran langsung dimulai dengan spray. Material pasir yang telah di spray dengan enzim diaduk secara merata lalu dimasukkan ke dalam wadah pipa silinder yang telah disiapkan.

Uji Direct ShearPada uji geser langsung dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Peralatan yang digunakan dalam uji geser langsung antara lain adalah : Alat Direct Shear Test Shear Box Beban dengan berat 5-25 kg 2 Dial gauge untuk proofing dial dan horizontal dial Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram Jangka sorong

Pengujian geser langsung dilakukan sesuai ASTM D3080- 03.1) Mengambil sampel tanah pasir2) Mengukur diameter shear box beberapa kali3) Menimbang berat penutup shear box4) Menyiapkan beban pemberat5) Memasukkan sampel tanah ke dalam shear box6) Mengunci shear box7) Mengaduk tanah dengan alat pengaduk selama 2-5 menit agar tanah menjadi agak padat (tidak berongga). Lalu, meratakan permukaan dan menutup sampel dengan batu berpori yang memiliki serat yang tegak lurus pada arah gaya geser tanah8) Meletakkan beban 11,31 kg dan memulai percobaan dengan kecepatan pergeseran horizontal sebesar 1 mm/menit9) Membaca pergerakkan ring dial setiap interval 15 detik mulai dari dimulainya pergeseran horizontal10) Menghentikan percobaan ketika tanah sudah mengalami kondisi keruntuhan. Kondisi ini ditunjukkan ketika pembacaan dial konstan dan kemudian menurun11) Mengulangi percobaan dengan beban berat normal 22,62 kg, 33,93 kg, 45,24 kg, dan 56,55 kg.

lampiran

Lampiran 1. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =50%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan

1d-Diameter6,4cm

2h-Tinggi5cm

3V(0,25*p*d2*h)Volume160cm3

4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-

5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3

6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel228,8gram

7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3

8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3

9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%

10eVv/VsAngka Pori0,86-

11n(e/1+e)*100%Porositas46,24%

12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%

13Vww*VvVolume Air22,2cm3

14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir kering sehingga berat air dianggap 0

15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%

16StargetDerajat Kejenuhan Sasaran50%

17Vbio(Starget*Vv) -VwVolume Biogrouting15cm3Perhitungan Volume Biogrouting untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi menjadi 2 yaitu enzim urease dan larutan sementasi

18Venzim20% * VbioEnzim Urease2,96cm3Perbandingan Enzim Urease dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi

19Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi11,84cm3

Lampiran 2. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =100%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan

1d-Diameter6,4cm

2h-Tinggi5cm

3V(0,25*phi*d2*h)Volume160cm3

4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-

5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3

6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel229gram

7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3

8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3

9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%

10eVv/VsAngka Pori0,86-

11n(e/1+e)*100%Porositas46,2%

12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%

13Vww*VvVolume Air22,2cm3

14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir kering sehingga berat air dianggap 0

15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%

15VbioVv-VwVolume Biogrouting52cm3Perhitungan Volume Biogrouting untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi menjadi 2 yaitu enzim urease dan larutan sementasi

15Venzim20% * VbioEnzim Urease10,4cm3Perbandingan Enzim Urease dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi

16Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi41,4cm3

Lampiran 3. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S =200%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan

1d-Diameter6,4cm

2h-Tinggi5cm

3V(0,25*p*d2*h)Volume160cm3

4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-

5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3

6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel228,8gram

7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3

8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3

9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%

10eVv/VsAngka Pori0,86-

11n(e/1+e)*100%Porositas46,24%

12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%

13Vww*VvVolume Air22,2cm3

14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir kering sehingga berat air dianggap 0

15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%

16StargetDerajat Kejenuhan Sasaran200%

17Vbio(Starget*Vv)-VwVolume Biogrouting126cm3Perhitungan Volume Biogrouting untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi menjadi 2 yaitu enzim urease dan larutan sementasi

18Venzim20% * VbioEnzim Urease25,16cm3Perbandingan Enzim Urease dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi

19Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi100,64cm3

Lampiran 4. Tampak Atas Injeksi 9 Titik (satuan : milimeter)

Lampiran 5. Potongan A (satuan : milimeter)

Lampiran 6. Potongan B (satuan : milimeter)

Lampiran 7. Potongan C (satuan : milimeter)

Lampiran 8. Potongan D (satuan : milimeter)

Tabel 0.1 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Material Injeksi BiogroutingVariabel KontrolKeterangan

Kadar Air Awal30 %

Waktu Fermentasi14 hari

Derajat Kejenuhan Sampel100%

Teknik PencampuranLangsung

SuhuSuhu Ruang

Perbandingan enzim/bakteri dengan larutan sementasi1 : 4

pH7

Tabel 0.2 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Waktu FermentasiVariabel KontrolKeterangan

Kadar Air Awal30 %

Derajat Kejenuhan Sampel100%

Teknik PencampuranLangsung

SuhuSuhu Ruang

Perbandingan enzim/bakteri dengan larutan sementasi1 : 4

Volume Grout Enzim10,4 mL

Volume Larutan Sementasi41,4 mL

pH7

referensi

Ainiyah Sidratu, Prasetyo Endry Nugroho, Lisdiyanti Puspita.2014.Biogrouting: Produksi Urease dari Bakteri Laut (Oceanobaccillus sp.) Pengendap Karbonat.Jurnal Sains dan Seni POMITS Vol. 2 No.1Alamtronics.2011.Studi Awal Pemanfaatan Teknik Biogrouting Pada Tanah Pasir Untuk Proses Sementasi.Tesis Universitas Indonesia, Depok.Astianto, Farid Farlandi.2014.Analisa Pengaruh Pencampuran Tanah Gambut Dengan Mikroorganisme Selulolitik Potensial Terhadap Nilai CBR (California Bearing Ratio) dan Nilai DCP (Dynamic Cone Penetrometer). Skripsi Universitas Indonesia, Depok.Budhu, Muni.2010. Soil Mechanics and Foundations 3rd edition. Hamilton Printing Company, United States of America.DeJong J.T., Fritzges M.B., Nusslein K. 2006. Microbially Induced Cementation to Control Sand Response to Undrained Shear. J. Geotech. Geoenviron. EngineerDeJong J.T., Mortensen B.M., Martinez B.C., Nelson D.C. 2009.Bio-mediated Soil Improcement. Ecological Engineering.Fujita Y, Ferris FG, Lawson RD, Colwell FS, Smith RW. 2000. Calcium Carbonate Precipitation by Ureolytic Subsurface Bacteria. Geomicrobiol Journal.Hardiyatmo, H.C. 1992. Mekanika Tanah I. Gramedia Pustaka Umum, Jakarta.Harianto T., Hamzah S., Nur S.H., Abdurrahman M.A., Latief R.U., Fadliah I., Walenna A. 2013. Biogrouting Stabilization on Marine Sandy Clay Soil. Proceedings of the 7th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2013) Bali, Indonesia.Keykha A.H, Bujang B.K, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki. 2012. Electro-Biogrouting and Its Challenge. Paper. Department of Civil Engineering , University Putra Malaysia and Hokaido University.Lisdiyanti, Puspita. 2012. Biogrouting : Pemanfaatan Mikroba Laut Pengendap Karbonat Dalam Penanganan Erosi Pantai. BogorMobley, H.L.T., R.P. Hausinger.1989.Microbal Ureases : Significance, Regulation, and Molecular Characterization. Microbiological Reviews.Riyadh.2014. Analisis Pengaruh Injeksi Mikroorganisme Selulolitik Potensial Terhadap Pemadatan Tanah Gambut. Skripsi Universitas Indonesia, Depok.Suprapto, Yustian Heri. 2011. Application Of Microbiology To Improve Mechanical Properties Of Soil And Concrete. Tesis Universite Lille1, Lille.Terzaghi, K. & Peck, B.P. 1967. Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa. Alih Bahasa Witjaksono dan Krisna, 1993. Jakarta, Erlangga.

MULAI

Persiapan Sampel

1. Perhitungan Material yang digunakan 2. Persiapan Wadah3. Penyaringan Sampel4. Pengkondisian pH5. Pengeringan Sampel6. Uji Spesifik Gravity7. Penambahan Kadar Air Awal

Tanah Asli

Variasi Tanah Asli + Enzim

1. Variasi Waktu Fermentasi2. Variasi Derajat Kejenuhan

Uji Direct Shear

Pengambilan Data Hasil dan Grafik

Analisis Data Hasil dan Grafik

Kesimpulan dan Saran