studi perbandingan kuat geser tanah lempung …eprints.ums.ac.id/45774/2/halaman depan.pdf · studi...

15
STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Disusun oleh: IMAM MALIKHI NIM: D100 120 025 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

Upload: dongoc

Post on 27-Jun-2019

241 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

i

STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG

LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Disusun oleh:

IMAM MALIKHI

NIM: D100 120 025

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

Page 2: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

ii

Page 3: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

iii

Page 4: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

iv

Page 5: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

v

MOTTO

Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-

orang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha

mengetahui apa yang kamu kerjakan (Al-Mujadillah:11)

Menuntut ilmu wajib atas tiap muslim (baik muslimin maupun muslimah).

(HR. Ibnu Majah)

Tuntutlah ilmu dan belajarlah (untuk ilmu) ketenangan dan kehormatan

diri, dan bersikaplah rendah hati kepada orang yang mengajar kamu.

(HR. Ath-Thabrani)

Barangsiapa yang menempuh jalan untuk mencari ilmu, niscaya Allah

memudahkannya jalan menuju surga (HR. Tirmidzi)

Iklhas adalah sumber kebahagian

Kegagalan itu cara Allah mengatakan “BERSABARLAH” AKU memiliki

sesuatu yang lebih baik Untukmu

Ilmu tidak akan didapatkan dengan bermalas-malasan

Page 6: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

vi

PRAKATA

Assalaamualaikuum Wr. Wb

Alhamdulillaah. Puji syukur atas rahmat dan karunia Allah SWT sehingga

penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini untuk mencapai derajat sarjana

S-1 di Universitas Muhammadiyah Surakarta. Tak lupa penulis sampaikan ucapan

terimakasih kepada pihak-pihak yang telah berjasa atas selesainya Tugas Akhir

ini, antara lain:

1. Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Mochamad Solikin, Ph.D sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Kepada dosen-dosen pembimbing TA bapak Agus Susanto, ST., MT, bapak

Anto Budi Listyawan, ST., M.Sc., dan Ibu Ir. Renaningsih, M.T., yang selama

ini meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan

hingga selesainya Tugas Akhir ini. Semoga amal bapak ibu menjadi amal

jariyyah. Aamiin.

4. Kedua Orang tua saya, yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik,

mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anak-anaknya.

5. Kakak dan adik saya yang selalu memberikan motivasi.

6. Seluruh keluarga besar saya, terima kasih atas dukungan yang telah diberikan.

7. Seluruh dosen Prodi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta

terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

8. Para sahabat ADEELE (Aian, Dessy, Eno, Eko, Lana, Erwin), Sahabat SRS

(Solekan, Rasuma, Slamet), sahabat PARRAH (Pendi, Aziz, Rafi, Rossi, Azar,

Hakiki), BPR (Banteng, Permadi, Rondi), Niat, Davit, Anas, semua penghuni

Kost Kedai (Anto, Bejo, dll), Kost Green, dan seluruh teman-teman Teknik

Sipil 2012, terimakasih atas dukungan dan bantuan kalian.

Penyusun menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih jauh

dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Page 7: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

vii

DAFTAR ISI

Halaman

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

LEMBAR PENGESAHAN ………...……..………………………………… ii

HALAMAN PERSETUJUAN …………………………………………….… iii

LEMBAR PERNYATAAN ……….……………………………………...… iv

HALAMAN MOTTO ………….………………………………………...…. v

PRAKATA ..……………………………………………………………… vi

DAFTAR ISI ..…………………………………………………………...…. vii

DAFTAR GAMBAR ….....………………………………………………….. ix

DAFTAR TABEL .…………………………………………………….... xii

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………….. xiii

DAFTAR NOTASI ………………………………………………………… xiv

ABSTRAKSI ………………………………………………………………… xv

BAB I. PENDAHULUAN ……………………………………………………. 1

A. Latar Belakang Masalah ……………………………………………. 1

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

C. Tujuan Dan Manfaat Penelitian ……………………………………. 2

D. Batasan Masalah ……………………………………………………. 3

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

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………………. 5

A. Tanah Lempung Lunak ……………………………………………. 5

B. Stabilisasi Tanah ………..…………………………………………. 5

C. Kekuatan Geser Tanah ……….……………………………………. 6

D. Pasir …………..……………………………………………………. 6

E. Kapur …………………...…………………………………………. 7

F. Drainase Vertikal ……………….……….……………………….... 7

G. Tinjauan Penelitian Sejenis ……………………………………….. 8

BAB III. LANDASAN TEORI …………….………………………………. 10

A. Sifat – sifat Tanah ……....……………………………………….. 10

Page 8: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

viii

1. Sifat Fisis Tanah ……….....…………………………………... 10

a. Atterberg Limits …………………………………………….. 10

b. Berat Jenis .…...…………………………………………….... 11

2. Sifat Teknis Tanah ...………………………………………….. 12

a. Kuat Geser Tanah …………………………………………… 12

b. Uji Geser Langsung …………………………………………. 13

B. Stabilisasi Tanah Dengan Kolom Kapur dan Kolom Campuran Pasir

Kapur ……………………………………………………………... 14

BAB IV. METODE PENELITIAN .……….………………………………. 15

A. Uraian Umum ……………………………………………………. 15

B. Bahan Penelitian …………………………………………………. 15

C. Lokasi Penelitian ………………………………………………… 15

D. Alat Yang Digunakan ……………………………………………. 15

E. Metode Penelitian ………………………………………………... 22

BAB V. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN ………………………... 30

A. Uji Sifat Fisis Tanah ..……………………………………………. 30

1. Uji Berat Spesifik (Gs) ……………………………………….. 30

2. Uji Batas-batas Atterberg …………………………………….. 32

B. Uji Kuat Geser ……………………………………………………. 40

1. Kohesi …………………………………………………………. 41

2. Sudut Gesek Dalam …………………………………………… 43

3. Nilai Tegangan Geser ………………………………………... 46

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………... 50

A. Kesimpulan ……………………………………………………….. 50

B. Saran ……………………………………………………………... 51

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 9: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar III.1.Batas-batas Konsistensi Tanah ..………………………………… 10

Gambar III.2.Gesekan Antar Dua Benda …..…………..…………………….. 12

Gambar III.3.Lekatan antar Dua benda …….………………………………… 13

Gambar III.4. Skema Alat Uji Kuat Geser Langsung ……………………...…. 13

Gambar IV.1. Sket Box Pengujian ...…………………………………………. 16

Gambar IV.2. Tampak Atas Box Pengujian .…………………………………. 16

Gambar IV.3. Tampak Samping Box Pengujian .………………………….…. 16

Gambar IV.4. Picnometer ……………………....………………………….…. 17

Gambar IV.5. Timbangan ……………………....………………………….…. 17

Gambar IV.6. Oven ……….…………………....………………………….…. 17

Gambar IV.7. Termometer ..…………………....………………………….…. 17

Gambar IV.8. Dish ………...…………………....………………………….…. 18

Gambar IV.9. Liquid Limit Device ……..……....………………………….…. 18

Gambar IV.10. Cawan ……..…….......................………………………….…. 18

Gambar IV.11. Spatula ………………………...………………………….…. 18

Gambar IV.12. Saringan No.30 …………………..……………………….…. 19

Gambar IV.13. Plat Kaca ……..…………………..……………………….…. 19

Gambar IV.14. Milk Dish ……..…………………..……………………….…. 19

Gambar IV.15. Transparent Plate ………………..……………………….…. 19

Gambar IV.16. Air Raksa ……….………………..……………………….…. 19

Gambar IV.17. Timbangan ..…….………………..……………………….…. 19

Gambar IV.18. Oven ……...…………………....………………………….…. 20

Gambar IV.19. Porous stone ..………………....……………….………….…. 21

Gambar IV.20. Shear device ....………………....………………………….…. 21

Gambar IV.21. Trimmer …….………………....……………….………….…. 21

Gambar IV.22. Displacement Indicator .……....……………….………….…. 21

Gambar IV.23. Kertas Pori …………….……....……………….………….…. 21

Gambar IV.24. Alat Uji Geser Langsung ….......……………….………….…. 22

Gambar IV.25. Bagan Alir Penelitian Kolom Kapur ….……….………….….. 28

Gambar IV.26. Bagan Alir Penelitian Kolom Campuran Pasir Kapur …....….. 29

Gambar V.1. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Specific Gravity (Gs) ……........……………….………….….….. 30

Gambar V.2. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Specific Gravity (Gs) ……........……………….………….….….. 31

Gambar V.3. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Specific Gravity (Gs) ……........……………….………….….….. 32

Page 10: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

x

Gambar V.4. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Liquid Limit (LL) ……........……………….………….….….. 33

Gambar V.5. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Limit (PL) ….……........……………….………….….….. 33

Gambar V.6. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Index (PI) ……………………..……….………….….….. 34

Gambar V.7. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Shrinkage Limit (SL) ………………………….………….….….. 35

Gambar V.8. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Liquid Limit (LL) ….………………………….………….….….. 36

Gambar V.9. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Limit (PL) ….………………………….………….….….. 36

Gambar V.10. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Index (PI) ….………………………….………….….….. 37

Gambar V.11. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Shrinkage Limit (SL) ………………………….………….….….. 37

Gambar V.12. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Liquid Limit (LL) ...…..……………………….………….….….. 38

Gambar V.13. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Limit (PL) ..…..……………………….………….….….. 39

Gambar V.14. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Plastic Index (PI) ...…..……………………….………….….….. 39

Gambar V.15. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Shrinkage Limit (SL) ...……………………….………….….….. 40

Gambar V.16. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Kohesi (C) …………………………………….………….….….. 41

Gambar V.17. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Kohesi (C) …………………………………….………….….….. 42

Gambar V.18. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Kohesi (C) …………………………………….………….….….. 43

Gambar V.19. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Sudut Gesek Dalam (ϕ) ……………………….………….….….. 44

Gambar V.20. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Sudut Gesek Dalam (ϕ) ……………………….………….….….. 45

Gambar V.21. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Sudut Gesek Dalam (ϕ) ……………………….………….….….. 46

Gambar V.22. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Nilai Tegangan Geser …..…………………….………….….….. 47

Gambar V.23. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Nilai Tegangan Geser …..…………………….………….….….. 48

Page 11: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

xi

Gambar V.24. Grafik Hubungan antara Variasi Jarak Pengambilan Sampel dengan

Nilai Tegangan Geser …..…………………….………….….….. 48

Page 12: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

xii

DAFTAR TABEL

Tabel V.1. Hasil Uji Berat Jenis dengan Kolom Kapur …………………...…. 30

Tabel V.2. Hasil Uji Berat Jenis dengan Kolom Campuran Pasir Kapur ……. 31

Tabel V.3. Hasil Uji Batas-batas Atterberg dengan menggunakan Kolom Kapur

…..………………………………………………………………… 32

Tabel V.4. Hasil Uji Batas-batas Atterberg dengan menggunakan Kolom

Campuran Pasir Kapur …..…………………………………….… 35

Tabel V.5. Hasil Nilai Kohesi (C) dengan menggunakan Kolom Kapur …..… 41

Tabel V.6. Hasil Nilai Kohesi (C) dengan menggunakan Kolom Campuran Pasir

Kapur …………………………………………………………..… 42

Tabel V.7. Hasil Nilai Sudut Gesek Dalam (ϕ) dengan menggunakan Kolom

Kapur ...………………………………………………………..… 44

Tabel V.8. Hasil Nilai Sudut Gesek Dalam (ϕ) dengan menggunakan Kolom

Campuran Pasir Kapur …...…………………………………..… 45

Tabel V.9. Hasil Nilai Tegangan Geser dengan menggunakan Kolom Kapur

…………………..………………………………………………… 46

Tabel V.10. Hasil Nilai Tegangan Geser dengan menggunakan Kolom Campuran

Pasir Kapur …...………………………………………………… 47

Page 13: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Tanah

Tanpa Kolom

Lampiran II Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Kolom

Kapur

Lampiran III Berat Jenis, Batas-Batas Atterberg, Direct Shear Test Kolom

Campuran Pasir Kapur

Lampiran IV Foto Dokumentasi Penelitian

Lampiran V Lembar Konsultasi

Page 14: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

xiv

DAFTAR NOTASI

ASTM : American Society for Testing and Material

Gs : Specific Gravity

LL : Liquid Limit

N : Gaya Vertikal

PI : Indeks Plastisitas

PL : Plastic Limit

SL : Shringkage Limit

c : Kohesi

: Sudut Gesek Dalam

γs : berat volume butiran padat

γw : berat volume air

W : Gaya Geser

w : kadar air

Ww : berat air

Ws : berat butiran tanah

m1 : berat cawan

m2 : berat cawan + tanah basah

m3 : berat cawan + tanah kering

v1 : volume tanah basah dalam cawan

v2 : volume tanah kering oven

τ : kuat geser tanah

σ : tegangan normal pada bidang runtuh

ΔL : Perpindahan Geser

Δh : Perubahan Tebal

Page 15: STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG …eprints.ums.ac.id/45774/2/HALAMAN DEPAN.pdf · STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

xv

STUDI PERBANDINGAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG LUNAK

YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM KAPUR

DAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR

ABSTRAKSI

Menurut Merdhiyanto (2015) tanah dari Desa Troketon, Kecamatan

Pedan, Kabupaten Klaten termasuk tanah lempung lunak dengan plastisitas tinggi.

Dengan kondisi tanah tersebut mengakibatkan perkerasan jalan didaerah tersebut

mudah bergelombang dan berlubang, serta terjadinya retakan pada dinding

bangunan akibat dari penurunan tanah yang berlebihan dan tidak seragam.

Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan stabilisasi

dengan menggabungkan dua metode yaitu metode drainase vertikal dan metode

kimiawi. Pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh stabilisasi dengan

metode drainase vertikal dan metode kimiawi terhadap tanah lempung lunak dari

Desa Troketon, Kecamatan Pedan, Kabupaten Klaten dilakukan dengan

membandingkan stabilisasi menggunakan kolom kapur dan kolom campuran

pasir kapur.

Perbandingan dua jenis pengujian ini ditinjau dari parameter kuat geser

yaitu kohesi (C) dan sudut gesek dalam tanah (o). Hasil penelitian menunjukkan

bahwa nilai kohesi (C) tanah asli sebesar 0,1417 kg/cm2 mengalami perbaikan

setelah distabilisasi dengan kolom kapur maupun kolom campuran pasir kapur.

Stabilisasi dengan kolom kapur mempunyai nilai kohesi (C) yaitu sebesar 0,5393

kg/cm2. Kolom campuran pasir kapur mempunyai nilai kohesi (C) sebesar 0,3402

kg/cm2. Nilai sudut gesek dalam tanah asli sebesar 1,81 ° juga mengalami

kenaikan setelah distabilisasi dengan kolom kapur dan kolom campuran pasir

kapur. Stabilisasi dengan kolom kapur nilai sudut gesek dalam tanah sebesar 5,96

°, stabilisasi dengan kolom campuran pasir kapur dengan nilai sudut gesek dalam

tanah sebesar 5,07 °. Tegangan geser tertinggi pada stabilisasi menggunakan

kolom kapur sebesar 0,725 kg/cm2 lebih baik dibandingkan dengan tegangan

geser pada stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir kapur sebesar 0,490

kg/cm2. Sedangkan untuk tegangan geser tanah asli sebesar 0,191 kg/cm

2. Dengan

demikian stabilisasi dengan kolom kapur lebih efektif daripada stabilisasi dengan

kolom campuran pasir kapur.

Kata kunci: tanah lempung lunak, stabilisasi, kolom kapur, kolom campuran

pasir kapur, kohesi, sudut gesek dalam.