pengaruh penggunaan bahan serbuk...
TRANSCRIPT
PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN SERBUK MARMER PADA STABILISASI TANAH LEMPUNG EKSPANSIF (Kasus tanah lempung ekspansif di daerah Citra Land Surabaya)
Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun oleh:
Anggita Moro Gumilang NIM: 201310340311128
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala yang
telah melimpahkan segala kasih dan sayang-Nya sehingga saya dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN
SERBUK MARMER PADA STABILISASI TANAH LEMPUNG EKSPANSIF
(Kasus Tanah Lempug Ekspansif di Daerah Citra Land Surabaya)“.
Tujuan dari penyusunan skripsi ini yaitu sebagai pemenuhan salah satu
syarat dalam menempuh ujian sarjana teknik pada Fakultas Teknik Program Studi
Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Dalam penyusunan skripsi ini,
berbagai pihak telah membantu penyusun dalam segala hal. Maka dari itu,
penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih sebanyak-banyak kepada:
1. Bapak Ir. Ernawan Setyono., MT selaku dosen pembimbing I.
2. Bapak Dr. Ir. Sunarto., MT selaku dosen pembimbing II.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah., MT selaku ketua jurusan Teknik Sipil UMM.
4. Seluruh dosen, karyawan, serta para staf Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Malang.
5. Orang tua dan keluarga tercinta yang telah banyak membantu memberikan
doa serta dukungan kepada penyusun baik secara moril maupun materil
sehingga skripsi ini bisa diselesaikan penyusun.
6. Berbagai pihak yang sudah banyak membantu dalam penyusunan skripsi
yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Penyusun sangat menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata
sempurna, baik dari segi materi maupun penyajiannya. Maka dari itu mohon kritik
dan sarannya dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir
ini dapat memberikan hal yang bermanfaat serta menambah wawasan bagi pembaca
dan terutama bagi penyusun juga.
Malang, 26 Oktober 2017
Penyusun,
Anggita Moro Gumilang
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik Hubungan Batas Cair dengan Indeks Plastisitas ............................. 1
Gambar 2.2 Grafik Hubungan Batas Cair dengan Indeks Plastisitas ........................... 16
Gambar 2.3 Rentang Batas Cair dan Indeks Plastisitas Untuk Tanah Lempung .......... 22
Gambar 2.4 Hubungan Kepadatan dengan Kadar Air .................................................. 37
Gambar 2.5 Hubungan Volume dengan Kadar Air ...................................................... 41
Gambar 2.6 Konsistensi Tanah yang Dibentuk Kembali ............................................. 43
Gambar 2.7 Kurva Distribusi Ukuran Butiran .............................................................. 46
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara diameter butiran dengan presentase yang lolos
pada klasifikasi sistem Unified ................................................................. 67
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 0% ..................................................... 70
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 5% ..................................................... 72
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 10% ................................................... 74
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 15% ................................................... 76
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 20% ................................................... 78
Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Penurunan dan Beban pada Campuran Tanah
Lempung 100% + Serbuk Marmer 25% ................................................... 80
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Penambahan Serbuk Marmer dengan Nilai CBR ........ 81
Gambar 4.9 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada Penambahan
Serbuk Marmer 0% ................................................................................... 83
Gambar 4.10 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada
Penambahan Serbuk Marmer 5% ............................................................. 84
Gambar 4.11 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada
Penambahan Serbuk Marmer 10% ........................................................... 86
xv
Gambar 4.12 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada
Penambahan Serbuk Marmer 15% ........................................................... 88
Gambar 4.13 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada
Penambahan Serbuk Marmer 20% ........................................................... 90
Gambar 4.14 Grafik Hubunngan Antara Tegangan dan Regangan pada
Penambahan Serbuk Marmer 25% ........................................................... 92
Gambar 4.15 Grafik Hubungan Penambahan Serbuk Marmer dengan Nilai qu............. 93
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hubungan Potensi Mengembang dengan Indeks Plastisitas .................... 8
Tabel 2.2 Potensi Kembang Tanah Lempung Ekspansif di Pulau Jawa ................ 10
Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah USCS ............................................................ 13
Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi Tanah USCS ............................................................ 17
Tabel 2.5 Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO ...................................................... 21
Tabel 2.6 Konsistensi Tanah Kohesi Asli dan Cara Pengujian Praktis.................. 28
Tabel 2.7 Deskripsi Khusus Untuk Konsistensi Tanah Berbutir Halus ................. 29
Tabel 2.8 Berat Jenis Tanah ................................................................................... 39
Tabel 2.9 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah .................................................. 39
Tabel 2.10 Angka Pori, Kadar Air, dan Berat Volume Kering .............................. 40
Tabel 2.11 Derajat Plastisitas ................................................................................. 44
Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah Asli .................... 64
Tabel 4.2 Pemeriksaan Analisa Saringan ............................................................... 66
Tabel 4.3 Pemeriksaan Analisa Hidrometer........................................................... 66
Tabel 4.4 Nilai Batas Konsistensi Tanah dengan Campuran Serbuk Marmer ....... 68
Tabel 4.5 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 0% .............. 69
Tabel 4.6 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 0% ........................ 70
Tabel 4.7 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 5% .............. 71
Tabel 4.8 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 5% ........................ 71
Tabel 4.9 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 10% ............ 73
Tabel 4.10 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 10% .................... 73
Tabel 4.11 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 15% .......... 75
Tabel 4.12 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 15% .................... 75
Tabel 4.13 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 20% .......... 77
Tabel 4.14 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 20% .................... 77
Tabel 4.15 Hasil Pengujian CBR Pada Penambahan Serbuk Marmer 25% .......... 79
Tabel 4.16 Pengembangan Pada Penambahan Serbuk Marmer 25% .................... 79
Tabel 4.17 Hasil Uji CBR dengan Variasi Penambahan Serbuk Marmer ............. 81
Tabel 4.18 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 0% ........... 82
xiii
Tabel 4.19 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 5% ........... 84
Tabel 4.20 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 10% ......... 85
Tabel 4.21 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 15% ......... 87
Tabel 4.22 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 20% ......... 89
Tabel 4.23 Pemeriksaan Uji UCT Pada Penambahan Serbuk Marmer 25% ......... 91
Tabel 4.24 Hasil Uji UCT dengan Variasi Penambahan Serbuk Marmer ............. 92
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Pemeriksaan Kadar Air Tanah .................................................................. 97
Lampiran 2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah ................................................................ 98
Lampiran 3 Pemeriksaan Berat Isi, Angka Pori, Derajat Kejenuhan ........................... 99
Lampiran 4 Pemeriksaan Analisa Saringan dan Hidrometer ..................................... 100
Lampiran 5 Pemeriksaan Batas Konsistensi Tanah ................................................... 103
Lampiran 6 Pemeriksaan Pemadatan Tanah .............................................................. 110
Lampiran 7 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 0% Serbuk Marmer ................ 113
Lampiran 8 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 5% Serbuk Marmer ................ 114
Lampiran 9 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 10% Serbuk Marmer .............. 116
Lampiran 10 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 15% Serbuk Marmer .............. 118
Lampiran 11 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 20% Serbuk Marmer .............. 120
Lampiran 12 Pemeriksaan CBR dengan Penambahan 25% Serbuk Marmer .............. 122
Lampiran 13 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas ............................................................. 124
Lampiran 14 Dokumentasi Proses Penelitian ............................................................... 131
viii
DAFTAR ISI
JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... i
SURAT PERNYATAAN. ............................................................................................ ii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. iii
LEMBAR PERSEMBAHAN. ..................................................................................... iv
ABSTRAKSI ................................................................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL. ....................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR. ................................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN. ............................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................................... 1
1.2 Hipotesa Penelitian................................................................................................... 3
1.3 Rumusan Masalah .................................................................................................... 4
1.4 Batasan Penelitian .................................................................................................... 4
1.5 Tujuan Masalah ........................................................................................................ 5
1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSATAKA
2.1 Definisi Tanah .......................................................................................................... 6
2.2 Tanah Ekspansif ....................................................................................................... 6
2.2.1 Karakteristik Tanah Ekspansif.............................................................. 8
2.2.2 Identifikasi Tanah Ekspansif ................................................................ 9
2.3 Pengambilan Contoh Tanah (Sampling) .................................................................. 10
2.4 Struktur Tanah dan Tekstur ...................................................................................... 11
2.5 Sistem Klasifikasi Tanah.......................................................................................... 12
2.5.1 Sistem Klasifikasi Tanah Dengan USCS ............................................. 13
2.5.1.1 Tanah Berbutir Kasar ............................................................... 14
2.5.1.2 Tanah Berbutir Halus ............................................................... 15
2.5.2 Sistem Klasifikasi Tanah Dengan AASHTO ....................................... 18
ix
2.5.2.1 Tanah Granular (Berbutir) ....................................................... 18
2.5.2.2 Tanah Lanau-Lempung ...................................................................................... 22
2.6 Deformasi Tanah atau Penurunan ............................................................................ 25
2.7 Penyusutan dan Pemuaian (Shrinkage and Swelling) .............................................. 26
2.8 Konsistensi Tanah Asli ............................................................................................ 27
2.9 Sensitifitas (Sensitivity) ............................................................................................ 29
2.10 Stabilitas Tanah ...................................................................................................... 30
2.11 Stabilisasi Dengan Bahan Campuran ..................................................................... 32
2.11.1 Kapur .................................................................................................. 32
2.11.2 Serbuk Marmer ................................................................................... 33
2.12 Unconfined Compressive Strength ( UCS ) ........................................................... 34
2.13 Pemadatan (Compaction) ....................................................................................... 35
2.14 California Bearing Ratio ( CBR ) .......................................................................... 37
2.15 Kadar Air, Berat Jenis, Berat Isi, Angka Pori, dan Derajat Kejenuhan ................. 37
2.16 Batas Konsistensi Tanah (Atterberg) ..................................................................... 40
2.17 Analisis Mekanis dari Tanah .................................................................................. 44
2.17.1 Analisis Ayakan .................................................................................. 45
2.17.2 Analisis Hidrometer ............................................................................ 45
2.17.3 Kurva Distribusi Ukuran Butiran ....................................................... 46
2.17.4 Ukuran Efektif, Koefisien Keseragaman, dan Koefisien Gradasi ...... 46
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian ...................................................................................................... 48
3.2 Rancangan Penelitian ............................................................................................... 48
3.3 Diagram Alir Penelitian ........................................................................................... 50
3.4 Bahan dan Alur Penelitian ....................................................................................... 52
3.4.1 Pemeriksaan Kadar Air Tanah .............................................................. 52
3.4.2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah ............................................................ 52
3.4.3 Pemeriksaan Batas Konsistensi Tanah ................................................. 54
3.4.4 Pemeriksaan Angka Pori, Berat Isi, Derajat Kejenuhan ....................... 55
3.4.5 Pemeriksaan Analisa Saringan ............................................................. 56
3.4.6 Pemeriksaan Analisa Hidrometer ......................................................... 57
x
3.4.7 Pengujian Pemadatan ............................................................................ 58
3.4.8 Pengujian Daya Dukung Tanah dengan CBR Laboratorium ............... 60
3.4.9 Pengujian Kuat Tekan Tanah dengan UCT .......................................... 62
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah Ekspansif .................................................. 64
4.2 Pemeriksaan Analisa Saringan dan Hidrometer ....................................................... 65
4.3 Pemeriksaan Batas-batas Konsistensi Tanah dengan Penambahan Serbuk
Marmer .................................................................................................................... 68
4.4 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah ...................................................................... 69
4.4.1 Pemeriksaan California Bearing Ratio ................................................ 69
4.4.1.1 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 0% Serbuk Marmer.... 69
4.4.1.2 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 5% Serbuk Marmer.... 71
4.4.1.3 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 10% Serbuk
Marmer ................................................................................... 73
4.4.1.4 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 15% Serbuk
Marmer ................................................................................... 75
4.4.1.5 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 20% Serbuk
Marmer ................................................................................... 77
4.4.1.6 Pemeriksan CBR dengan Penambahan 25% Serbuk
Marmer ................................................................................... 79
4.4.2 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas ........................................................... 82
4.4.2.1 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 0% Serbuk
Marmer ................................................................................... 82
4.4.2.2 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 5% Serbuk
Marmer ................................................................................... 83
4.4.2.3 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 10% Serbuk
Marmer ................................................................................... 85
4.4.2.4 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 15% Serbuk
Marmer ................................................................................... 86
4.4.2.5 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 20% Serbuk
Marmer ................................................................................... 88
xi
4.4.2.6 Pemeriksaan UCT dengan Penambahan 25% Serbuk
Marmer ................................................................................................. 90
4.5 Pemilihan Kadar Penambahan Serbuk Marmer ....................................................... 93
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .............................................................................................................. 94
5.2 Saran ......................................................................................................................... 95
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 96
xi
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, Joseph E. 1984. Sifat-sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah, Jakarta: Erlangga.
Bowles, Joseph E. 1991. Analisis dan Desain Pondasi, Jakarta: Erlangga.
Bura, Pascarianto Putra. 2015. Potensi Pengembangan dan Aktivitas Tanah
Kembang Susut Yang Distabilisasi Dengan Limbah Marmer, Tugas
Akhir, Universitas Hasanudin Makassar.
Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah Jilid 1, Jakarta: Erlangga.
Departemen Pekerjaan Umum, Nomor 02/M/BM/2013, Manual Desain
Perkerasan Jalan
Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan SNI (SNI 03-1738-1989), Metode
Pengujian CBR Lapangan
Departemen Pekerjaan Umum, Nomor 003 – 01/BM/2006, Pekerjaan Tanah
Dasar.
Hardiyati, S. 2003. Studi Potensi Mengembang Kekuatan Tanah Lempung
Ekspansif Dengan Dan Tanpa Kapur Akibat Siklus Berulang Basah-
Kering, Tesis. Universitas Diponegoro Semarang.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2013. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan
Jalan,.Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Harianto, Tri., dan Masri, Ahmad. 2016. Karakteristik Mekanis Tanah Kembang
Susut Yang Distabilisasi Dengan Limbah Marmer. Dalam Prosiding
Seminar Nasional Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta,
2016, pp. 293-430.
Hatmoko, Jhon Tri., dan Lulie, Yohanes. 2007. UCS Tanah Lempung Ekspansif
Yang Distabilisasi Dengan Abu Ampas Tebu Dan Kapur, Jurnal Teknik
Sipil, Vol. 8, No. 1, Oktober 2007: 64-67.
Seta, Wijaya. 2010. Perilaku Tanah Ekspansif Yang Dicampur Dengan Pasir
Untuk Subgrade, Master Tesis, Universitas Dipenogoro Semarang.
Sudjianto, Agus Tugas. 2015. Tanah Ekspansif, Yogyakarta: Graha Ilmu.
Sukirman, S. 1992. Perkerasan Lentur Jalan Raya, Bandung: Nova.
Sutanto, Rachman. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah (Konsep dan Kenyataan),
Yogyakarta: Kanisius.
Terzaghi, Karl., dan B.Peck, Ralph. 1967. Mekanika Tanah dalam Praktek
Rekayasa, Jakarta: Erlangga.
Wardana, I Gusti Ngurah. 2009. Kelakuan Tanah Dengan Sifat Kembang-Susut
Yang Tinggi Pada Stabilisasi Tanah Dengan Bahan Serbuk Marmer Dan
Bahan Stabilia, Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, Vol. 13, No. 2, Juli 2009: 161
173.