KUAT GESER TANAH LEMPUNG DESA TROKETON,

KECAMATAN PEDAN, KABUPATEN KLATEN YANG

DISTABILISASI DENGAN TRAS

Tugas Akhir

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Disusun oleh :

CEVY DAHLIA AYU DEWANTY

NIM : D 100 130 231

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

iii

iv

MOTTO

“Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman dan berilmu sampai beberapa

derajat.”

(Q.S Al-Mujadila: 11)

“Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada dijalan Allah.”

(HR. Turmudzi)

“Ibu adalah sebuah kata yang harapan dan cinta, kata yang manis dan saying keluar

dari relung hati. Ibu adalah segalanya pelipur duka, harapan dikala sangsara dan

kekuatan disaat tak berdaya. Dialah sumber cinta, belai kasih, simpati dan ampunan.

Barang siapa kehilangan ibu, ia akan kehilangan suatu semangat yang senantiasa

melimpahkan restu dan lingkungan.”

(Khahlil Gibran)

“Sesuatu yang belum dikerjakan, sering kali tampak mustahil, kita baru yakin kalau

kita telah berhasil melakukannya dengan baik.”

(Evelyn Underhill)

“If you want success, but you avoid the effort to achieve success by reason of fear of

failure, then your fear is fear to be successful.”

(Professor Schein)

“Fighter who lost it usually is a fighter who already think not deserve to win.”

(Napoleon Bonaparte)

v

PERSEMBAHAN

Alhamdulillah, teriring kehadirat Allah SWT yang telah meridhoi, kupersembahkan

karya kecil ini teruntuk:

Kepada Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW.

Untuk Alm. ayah saya Bapak Dasuki yang selalu saya ingat nasehatnya

untuk kuliah dengan baik dan mandiri, semoga beliau bangga. Untuk Ibu saya

Ibu Amalia Andriani yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik,

mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk saya sehingga

saya bisa sampai di titik ini, terima kasih yang sebesar-besarnya.

Kedua kakak saya Mbak Whinndi dan Mas Ronald yang selalu memberikan

motivasi, semangat tiada henti untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Untuk yang yang selalu menyemangati, mendoakan, serta tak henti

menasehati untuk segera menyelesaikan tugas akhir saya ini Ichwan Nur

Hakim, terima kasih selalu bersama saya walau berjarak.

Teman seperjuangan tugas akhir yang sudah seperti keluarga di Solo Putri dan

Ratih, yang ngekos bareng dari awal kuliah sampai sidang dan lulus bersama,

terima kasih untuk kebersamaan kita selama 4 tahun ini.

Teman seperjuangan tugas akhir Rozy, Ulta, Kiki, Rizek, Aisyatul, Aziz,

teman-teman dekat Siti, Bagus, “Kita Kece”, “ABG”, terima kasih telah

memberikan keceriaan.

Untuk kelas F, kelas dimana pertama kali masuk kuliah dan merasakan

pertemanan yang tetap terjalin walau sudah beda kelas dan sibuk masing-

masing, terima kasih atas segala bantuannya selama ini.

Seluruh teman-teman Teknik Sipil angkatan 2013, terima kasih atas

dukungan dan bantuan 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 “KUAT GESER TANAH LEMPUNG DESA TROKETON,

KECAMATAN PEDAN, KABUPATEN KLATEN YANG DISTABILISASI

DENGAN TRAS”.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan kerjasama

dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini pula dengan penuh kerendahan

hati, ketulusan dan rasa hutang budi, penyusun ucapkan banyak terimakasih yang

tidak terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tidak lupa penyusun ucapkan banyak terimakasih

dan penghargaan yang sebesar – besarnya 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, M.T., PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan

Bapak Mochamad Sholikin, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Jurusan

Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta

stafnya, yang telah memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat

mengikuti studi.

3. Ibu Ir. Renaningsih, MT., selaku Dosen Pembimbing serta Pembimbing

Akademik 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. Juga kepada

Ibu Qunik Wiqoyah, S.T. M.T., dan Bapak Anto Budi Listyawan ST.

MSc., selaku Dosen Penguji yang banyak menyumbangkan kritik dan

saran yang sangat membangun.

4. Bapak Ir. Karim Fatchan, MT, selaku kepala Laboratorium Program Studi

Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.

vii

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, September 2017

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii

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

HALAMAN MOTTO ............................................................................................ iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................ v

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

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

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN............................................................... xvi

ABSTRAKSI...........................................................................................................xviii

BAB I PENDAHULUAN

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

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

C. Tujuan Penelitian ............................................................................ 2

D. Manfaat Penelitian................... ........................................................ 2

E. Batasan Masalah ............................................................................... 3

F. Keaslian Penelitian ........................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah Lempung................................................................................ 5

B. Stabilisasi Tanah............................................................................... 6

C. Tras.................................................................................................. 6

D. Kuat Geser Tanah.................... ......................................................... 7

E. Tinjauan Penelitian Sejenis............................................................... 8

ix

BAB III LANDASAN TEORI

A. Sifat-sifat Fisis Tanah....................................................................... 10

1. Kadar Air (w)………………………............................................... 10

2. Berat Jenis Tanah (Specific Gravity).................................................. 10

3. Batas-batas Atterberg ................................................................. 11

3a) Batas Cair (Liquid Limit)...................................................... 11

3b) Batas Plastis (Plastic Limit).................................................. 12

3c) Batas Susut (Shrinkage Limit) .............................................. 12

3d) Indeks Plastisitas (Plasticity Indeks) .................................... 13

4. Analisa Ukuran Butiran ............................................................... 13

4a) Analisa Hydrometer.............................................................. 13

4b) Analisa Saringan................................................................... 14

5. Klasifikasi Tanah ......................................................................... 14

5a) Unified Soil Classification System (USCS) ......................... 15

5b) American Association Of State Highway and

Transportation Officials (AASTO) ...................................... 17

B. Sifat Mekanis Tanah......................................................................... 18

1. Uji Pemadatan (Standard Proctor) .............................................. 18

2. Uji DST (Direct Shear Test)......................................................... 20

BAB IV METODE PENELITIAN

A. Tinjauan Umum................................................................................ 22

B. Bahan Penelitian ............................................................................... 22

C. Peralatan Penelitian .......................................................................... 22

1. Uji Sifat-sifat Fisis Tanah ......................................................... 22

1a) Uji Kadar Air...................................................................... 22

1b) Uji Specific Gravity............................................................. 23

1c) Uji Batas-batas Atterberg................................................... 24

1d) Analisa Ukuran Butiran...................................................... 28

x

2. Uji Sifat Mekanis Tanah............................................................ 30

1a) Uji Pemadatan (Standard Proctor) .................................... 30

1b) Uji DST (Direct Shear Test)................................................ 31

D. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33

E. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 35

1. Pengujian Kadar Air .................................................................. 35

2. Pengujian Berat Jenis ................................................................ 35

3. Pengujian Batas-batas Atterberg ............................................... 36

4. Pemeriksaan Pembagian Ukuran Butiran Tanah ....................... 39

5. Pengujian Pemadatan (Standard Proctor)................................. 40

6. Pengujian DST (Direct Shear Test)........................................... 40

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Kandungan Kimia....................................................................... 42

B. Uji Sifat Fisis.................................................................................... 43

1. Uji Kadar Air dan Berat Jenis (Specific Gravity) Tras............... 43

2. Uji Fisis Tanah Asli.................................................................. 43

3. Uji Fisis Tanah Campuran Tras................................................. 44

3a) Uji Kadar Air Tanah Campuran Tras…………………… 45

3b) Uji Specific Gravity Tanah Campuran Tras……………….. 45

3c) Uji Batas-batas Atterberg Tanah Campuran Tras……….. 46

3d) Uji Analisa Saringan Dan Hydrometer…………………… 49

C. Uji Mekanis ...................................................................................... 53

1. Uji Pemadatan (Standard Proctor) ........................................... 53

2. Uji DST (Direct Shear Test)...................................................... 56

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan....................................................................................... 59

B. Saran ................................................................................................. 60

xi

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar III.1. Batas-batas Atterberg ............................................................... 11

Gambar IV.1. Satu set alat uji kadar air .......................................................... 22

Gambar IV.2. Satu set alat uji berat jenis......................................................... 23

Gambar IV.3. Satu set alat uji batas cair.......................................................... 24

Gambar IV.4. Satu set alat uji batas plastis...................................................... 25

Gambar IV.5. Satu set alat uji batas susut........................................................ 26

Gambar IV.6. Satu set alat uji hydrometer....................................................... 28

Gambar IV.7. Satu set alat uji analisa saringan ............................................... 29

Gambar IV.8. Satu set alat uji Standard Proctor ............................................. 30

Gambar IV.9. Satu set alat uji DST....................... ........................................... 31

Gambar IV.10. Bagan alir tahapan penelitian .................................................. 34

Gambar V.1. Grafik hubungan antara kadar air dengan persentase

penambahan tras....................................................................... 45

Gambar V.2. Grafik hubungan antara specific gravity (Gs) dengan

persentase penambahan tras..................................................... 46

Gambar V.3. Grafik hubungan antara nilai batas cair dengan persentase

penambahan tras ...................................................................... 47

Gambar V.4. Grafik hubungan antara nilai batas plastis dengan persentase

penambahan tras....................................................................... 47

Gambar V.5. Grafik hubungan antara nilai batas susut dengan persentase

penambahan tras....................................................................... 48

Gambar V.6. Grafik hubungan antara nilai indeks plastis dengan

persentase penambahan tras..................................................... 49

Gambar V.7. Grafik hubungan antara persentase lolos saringan dengan

diameter saringan ..................................................................... 50

Gambar V.8. Grafik hubungan kelompok indeks dengan persentase

campuran tras........................................................................... 51

Gambar V.9. Grafik hubungan kadar air dengan berat volume kering.......... 54

xiii

Gambar V.10. Grafik hubungan antara berat isi kering dengan persentase

campuran tras…………………………………....................... 55

Gambar V.11. Grafik hubungan antara kadar air optimum dengan persentase

penambahan tras ...................................................................... 55

Gambar V.12. Grafik hubungan antara kohesi dengan persentase campuran

tras............................................................................................ 56

Gambar V.13. Grafik hubungan antara sudut gesek dalam dengan persentase

campuran tras........................................................................... 57

Gambar V.14. Grafik hubungan antara tegangan geser dengan tegangan

normal ...................................................................................... 58

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1. Kandungan kimia pozzolan ............................................................ 7

Tabel III.1. Specific gravity (Gs) pada macam-macam tanah .......................... 11

Tabel III.2. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah ..................................... 13

Tabel III.3. Ukuran-ukuran ayakan standar di Amerika Serikat ...................... 14

Tabel III.4. Sistem Klasifikasi USCS............................................................... 15

Tabel III.5. Sistem Klasifikasi USCS menggunakan LLR............................... 16

Tabel III.6 Sistem Klasifikasi AASHTO......................................................... 17

Tabel III.7. Ukuran pemadatan Standard Proctor (ASTM D698)................... 18

Tabel III.8. Ukuran Standard Proctor (ASTM D698) ..................................... 19

Tabel V.1. Hasil uji unsur kimia tanah asli ................................................... 42

Tabel V.2. Hasil uji unsur kimia tras ............................................................ 42

Tabel V.3. Hasil uji kadar air dan specific gravity tras ............................... 43

Tabel V.4. Hasil uji sifat fisis tanah asli ....................................................... 43

Tabel V.5. Hasil uji sifat fisis tanah dengan campuran tras ......................... 44

Tabel V.6. Hasil uji gradasi butiran tanah asli dan campuran tras ............... 49

Tabel V.7. Klasifikasi tanah campuran menurut AASTO dan USCS........... 52

Tabel V.8. Hasil uji Standard Proctor pada tanah asli dan campuran tras .. 59

Tabel V.9. Hasil uji geser langsung tanah asli dan tanah campuran tras….. 56

Tabel V.10. Hasil uji tegangan normal dan tegangan geser tanah asli dan

tanah campuran tras .................................................................... 58

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Pengujian Kadar Air

Lampiran B Hasil Pengujian Spesific Gravity

Lampiran C Hasil Pengujian Atterberg Limits

Lampiran D Hasil Pengujian Gradasi Butiran

Lampiran E Hasil Pengujian Standard Proctor

Lampiran F Hasil Pengujian DST

Lampiran G Hasil Pemeriksaan Unsur Kimia Tanah

Lampiran H Hasil Pemeriksaan Unsur Kimia Tras

xv

xvi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

A : Perbandigan volume udara dengan volume total

Al2O3 : Oksida Alumina

a : Koefisien kekuatan relatif bahan

D : diameter butiran tanah (mm)

F : Persen lolos saringan No.200

Fe2O3 : Oksida Besi

h : Perbedaan tinggi pada sembarang waktu

m1 : Berat tanah dasar dalam cawan (gram)

m2 : Berat tanah kering oven (gram)

S : Kekuatan tanah dasar

SiO2 : Oksida Silica

V : volume cetakan (cm3)

v1 : Volume tanah basah dalam cawan (cm3)

v2 : Volume tanah kering oven

W : Berat tanah basah dalam cetakan (gram)

w : Kadar air (%)

µ : Kekentalan absolut air (gr det/cm2)

γb : Berat isi basah (gram/cm3)

γd : Berat isi kering (gram/cm3)

γw : Berat volume air (gram/cm3)

γs : Berat volume butiran padat (gram/cm3)

xvii

AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials

ASTM : American Society for Testing and Material

C : Clay

G : Gravel

Gs : Specific gravity

GI : Group Index

H : High Plasticity

L : Low Plasticity

LL : Liquid Limit

M : Silt

O : Organic Silt or Organic Clay

P : Poorly Graded

PI : Plastis Index

PL : Plastic Limit

Pt : Peat or Highly Organic Soil

S : Sand

SL : Shrinkage Limit

USCS : Unified Soil Classification System

Va : Volume Of Air

Vs : Volume Of Soil

Vt : Volume Total

Vv : Volume Of Void

Vw : Volume Of Water

W : Well Graded

Wa : Weight Of Air

Ws : Weight Of Soil

Wt : Weight Total

Ww : Weight Of Water

ZAVL : Zero Air Void Line

xviii

KUAT GESER TANAH LEMPUNG DESA TROKETON, KECAMATAN

PEDAN, KABUPATEN KLATEN YANG DISTABILISASI DENGAN TRAS

ABSTRAK

Menurut Merdhiyanto (2015) dalam penelitiannya yang berjudul Sand-Lime

Column Stabilization On The Consolidation Of Soft Clay Soil, diketahui bahwa

tanah asli di Desa Troketon, Kecamatan Pedan, Kabupaten Klaten temasuk tanah

lempung anorganik plastisitas tinggi dengan nilai LL = 82%, PL = 31,80%, SL =

13,67% dan PI = 50,20%. Hal tersebut mengakibatkan kerusakan, antara lain retak

pada dinding bangunan, retakan dan gelombang pada perkerasan jalan, tanah

amblas, runtuhnya suatu konstruksi, dan lain sebagainya. Salah satu cara

mengatasi masalah tersebut dilakukan stabilisasi tanah. Wiqoyah (2007) tras pada

tanah lempung dapat memperbaiki sifat fisis tanah lempung, meningkatkan sudut

gesek, menurunkan kohesi, dan memperbaiki parameter geser tanah. Penelitian ini

menggunakan campuran tras 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20%. Hasil uji sifat fisis

tanah asli dan tanah campuran diperoleh kadar air, berat jenis, batas cair, batas

susut, indeks plastisitas, lolos saringan No. 200 mengalami penurunan, sedangkan

specific gravity dan batas plastis mengalami kenaikan. Klasifikasi tanah menurut

AASHTO tanah asli masuk ke dalam kelompok A-7-6, sedangkan tanah

campuran tras masuk ke dalam kelompok A-7-6 dan A-7-5. Klasifikasi tanah

menurut USCS tanah asli dan tanah campuran tras masuk kedalam kelompok CH.

Hasil uji DST menunjukan kenaikan nilai kohesi dan nilai sudut gesek dalam.

Nilai kohesi terbesar terbesar adalah 1,278 kg/cm2, sedangkan nilai sudut gesek

dalam terbesar adalah 15,88°. Nilai tegangan normal 4,47 kg/cm2 dan nilai

tegangan geser mengalami kenaikan. Nilai tegangan geser terbesar 2,578 kg/cm2.

Kata kunci : DST, kuat geser, stabilisasi, tanah lempung, tras.