tugas akhir ka istik ku at geser tanah pasir dengan ...thesis.umy.ac.id/datapublik/t14652.pdf · ka...
TRANSCRIPT
KA
(SHEAR
ARAKTER
CAM
R STREGTH
UNIVER
RISTIK KU
MPURAN
H CHARA
– RICE
SOCA
PROGRA
FA
RSITAS MU
Y
i
TUGAS A
UAT GESE
KAPUR –
ACTERIST
HUSK ASH
disusun o
A ANGGOR
20050110
AM STUDI
AKULTAS T
UHAMMA
YOGYAKA
2010
KHIR
ER TANAH
ABU SEKA
IC OF SAN
H MIXTUR
oleh:
RO WULA
0009
TEKNIK S
TEKNIK
ADIYAH YO
ARTA
0
H PASIR D
AM PADI
ND MIXED
RE)
AN
SIPIL
OGYAKAR
DENGAN
D WITH LI
RTA
IME
KA
(SHEAR
ARAKTER
CAM
R STREGTH
Diajukan U
Pada
U
UNIVER
RISTIK KU
MPURAN
H CHARA
– RICE
Untuk Mem
a Program S
Universitas
SOCA
PROGRA
FA
RSITAS MU
Y
ii
TUGAS A
UAT GESE
KAPUR –
ACTERIST
HUSK ASH
menuhi Persy
Studi Teknik
Muhamma
disusun o
A ANGGOR
2005 011
AM STUDI
AKULTAS T
UHAMMA
YOGYAKA
2010
KHIR
ER TANAH
ABU SEKA
IC OF SAN
H MIXTUR
yaratan Gela
k Sipil Faku
adiyah Yogy
oleh:
RO WULA
0009
TEKNIK S
TEKNIK
ADIYAH YO
ARTA
0
H PASIR D
AM PADI
ND MIXED
RE)
ar Sarjana T
ultas Teknik
yakarta
AN
SIPIL
OGYAKAR
DENGAN
D WITH LI
Teknik
k
RTA
IME
KA
(SHEAR
Dr.Eng. A
Ketua Pe
Ir. Anita
Anggota
Willis Dia
Anggota
ARAKTER
CAM
R STREGH
L
Nam
NIM
Agus Setyo M
enguji/Dosen
Widianti, M
Penguji I/D
ana S.T, M.
Penguji II
LEM
RISTIK KU
MPURAN
HT CHARA
LIME – RIC
ma
M
Telah di
Muntohar, S
n Pembimbi
M.T.
osen Pembi
T.
iii
MBAR PENG
TUGAS A
UAT GESE
KAPUR –
ACTERIST
CE HUSK
Oleh
: SOCA A
: 2005 01
isetujui dan
Tim Peng
S.T, M.Eng.
ing I
mbing II
GESAHAN
KHIR
ER TANAH
ABU SEKA
TIC OF SA
ASH MIX
:
ANGGORO
1 0009
disahkan ol
guji,
.Sc.
N
H PASIR D
AM PADI
AND MIXE
TURE)
WULAN
leh:
Tangg
Tangg
Tangg
DENGAN
D WITH T
gal:
gal:
gal:
THE
iv
Dengan rendah hati aku persembahkan
laporan akhir ini untuk kemajuan ilmu bidang
geoteknik dan saudara – saudariku yang
membacanya.
v
Kata Pengantar
Assalamu’laikum wr .wb.
Pertama-tama, penulis ingin menghaturkan puji dan syukur yang tak
terkira ke hadirat Allah SWT atas segala berkah, rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir berjudul
"Karakteristik Kuat Geser Tanah Pasir Dengan Campuran Kapur - Abu sekam
Padi" ini dengan cukup baik.
Kemudian, penulis menyadari bahwa proses penulisan Tugas Akhir ini
tidak terlepas dari bantuan dan masukan banyak pihak. Oleh karena itu, pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Heri Zulfiar ST, MT. selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
2. Dr. Eng. Agus Setyo Muntohar, ST, M.Eg.Sc. dan Ir. Anita Widianti, MT.
selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah menuntun penulis dengan
sabar, memberikan masukan penting selama proses penulisan skripsi dan
mendorong penulis untuk selalu membidik pencapaian yang lebih.
3. Dosen Penguji II. yang telah berkenan menguji Tugas Akhir saya dan
memberikan masukan-masukan penting untuk memperkaya skripsi saya.
4. Segenap dosen-dosen Fakultas Teknik UMY untuk semua ilmu yang telah
ditransfer pada penulis sepanjang penulis mengikuti perkuliahan dan
terkadang bahkan di luar jam kuliah.
vi
5. Para karyawan Fakultas Teknik UMY yang telah memberikan bantuan
pada penulis selama proses penulisan skripsi dan perkuliahan.
6. Kedua orang tua penulis yang terkasih, ayah dan iku. Tidak ada kata-kata
lain yang dapat diucapkan selain, cinta dan kasih sayang.
7. Untuk orang yang jauh disana (Surabaya) yang sudah dengan ketat
mengawasi kesehatanku menjelang sidang.
Tak ada gading yang tak retak, karya sederhana ini tentu dalam
penyusunannya tidak luput dari kekurangan ataupun kesalahan yang disebabkan
oleh keterbatasan ilmu dan pengalaman penulis. Namun, penulis tetap berharap
bahwa karya ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Semoga
karya ini dapat memberikan konstribusi berupa tambahan manfaat untuk
kepentingan pembangunan dibidang infrastruktur maupun teknologi, khususnya
geoteknologi.
Wassalamu’alaikum wr.wb.
Yogyakarta, Juni 2010
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................ iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................... iv
KATA PENGANTAR ........................................................................ v
DAFTAR ISI ...................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .............................................................................. x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................... xviii
INTISARI ........................................................................................... xix
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 1
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................... 2
1.4 Manfaat Penelitian .................................................................. 2
1.5 Batasan Penelitian ................................................................... 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .......... 4
2.1 Tanah Pasir Jenuh Air……..................................................... 4
2.2 Kapur…………….............................................................. 4
viii
2.3 Abu Sekam Padi……………………………………………..
2.4 Stabilitas Tanah Dengan Abu Sekam Padi Dan Kapur……..
2.5 Uji Vicat………………………………………………..........
2.6 Uji Kuat tekan Pasta……………………………………....
2.7 Kuat Geser Tanah…………………………………………
2.8 Uji Triaksial Unconsolidated Undrained………………….
2.8.1 Cara Selubung Mohr………………………………...
2.8.2 Cara Modifikasi Garis Selubung Mohr……………...
2.9 Kekuatan Geser Pasir………………………………………..
2.10 Hukum Hooke Dan Modulus Dalam Tegangan
Regangan………………..…………………………….....
6
7
9
10
10
11
14
15
16
18
BAB III. METODE PENELITIAN…................................................ 20
3.1 Kerangka Penelitian ............................................................... 20
3.2 Tahap I: Studi Campuran Kapur – Abu Sekam Padi..............
3.2.1 Bahan…………………………………………..
3.2.2 Alat……………………………………………
3.2.3 Rencana Pengijian Laboratorium……………………..
3.2.4 Pelaksanaan Penelitian di Laboratorium……………
21
21
22
23
24
3.3 Tahap II: Uji Triaksial UU Dengan Metode Kolom dan
Campuran di Laboratorium…..................................................
3.3.1 Bahan……………………………………………..
3.3.2 Alat……………………………………………….
3.3.3 Rencana Pengujian di Laboratorium………………..
27
27
27
29
ix
3.3.4 Pembuatan Perawatan Benda Uji……………………
3.3.5 Metode Kolom………………………………………
3.3.6 Metode Campuran…………………………………..
3.3.7 Pelaksanaan Uji Triaksial UU……………………….
31
31
32
32
3.4 Analisa Data ………………………………........................... 33
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................... 35
4.1 Konsistensi Normal dan Waktu Ikat ....................................... 35
4.2 Kuat Tekan dan Regangan Pasta ............................................ 37
4.3 Uji Triaksial Unconsolidated Undrained................................ 41
4.3.1 Tanah Pasir Tanpa Stabilisasi……………………….. 41
4.3.2 Tanah Pasir Dengan Stabilisasi Teknik Kolom………
4.3.3 Tanah Pasir Dengan Stabilisasi Teknik Campuran…...
4.4 Karakteristik Kuat Geser……………………………………...
4.5 Modulus Elastisitas…………………………………………..
44
47
50
55
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................ 58
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 58
5.2 Saran ....................................................................................... 58
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 60
LAMPIRAN ....................................................................................... 64
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Kriteria Campuran Kapur (Ingles dan Metcalf,
1972)…………………………………………………. 5
Tabel 2. 2 Luas lahan dan produksi padi di Indonesia………….. 7
Tabel 3. 1 Rencana penelitian untuk eksplorasi bahan………… 24
Tabel 3. 2 Rencana uji kuat geser……………………………….. 31
Tabel 4. 1 Konsistensi Normal dan Waktu Ikat Semen dan
Campuran Kapur – Abu Sekam Padi………………... 35
Tabel 4. 2 Hasil Kuat Tekan Pasta Semen dan Campuran Kapur
– Abu Sekam Padi…………………………………… 38
Tabel 4. 3 Regangan Runtuh (strain at break) Pasta Semen dan
Campuran Kapur – Abu Sekam Padi………………... 40
Tabel 4. 4 Tegangan Aksial (σ1,f) Tanah Pasir………………….. 42
Tabel 4. 5 Parameter Kuat Geser Tanah Pasir Serta Tegangan
Geser (τf) Pada Saat Runtuh…………………………. 37
Tabel 4. 6 Tegangan Normal (σ1,f) Tanah dengan Pemasangan
Kolom………………………………………………… 46
Tabel 4. 7 Tegangan Geser (τf) Pada Saat Runtuh Serta
Parameter Kuat Geser Tanah dengan Pemasangan
Kolom………………………………………………… 48
Tabel 4. 8 Tegangan Normal (σ1,f) Tanah Campuran Kapur – Abu
Sekam Padi……………………………………............. 48
xi
Tabel 4. 9 Tegangan Geser (τf) Pada Saat Runtuh Serta
Parameter Kuat Geser Tanah Campuran Kapur –
Abu Sekam Padi…………………………………… 49
Tabel 4. 10 Nilai kuat geser pasir dan pasir terstabilisasi metode
kolom pada tiap umur perawatan benda uji……… 50
Tabel 4. 11 Nilai kuat geser pasir dan pasir terstabilisasi metode
campuran pada tiap umur perawatan benda uji……. 50
Tabel 4. 12 Perbandingan nilai kohesi pada hasil uji triaksial
pasir, teknik kolom dan teknik campuran………….. 51
Tabel 4. 13 Perbandingan nilai sudut gesek internal pada hasil uji
triaksial pasir, metode kolom dan metode
campuran…………………………………………… 51
Tabel 4. 14 Perbandingan nilai kuat geser pada hasil uji triaksial
pasir, teknik kolom dan teknik campuran………...… 51
Tabel 4. 15 Nilai modulus elastisitas tanah pasir dengan
stabilisasi metode kolom untuk setiap tekanan sel dan
umur benda uji……………………………....…. 55
Tabel 4. 16 Nilai modulus elastisitas tanah pasir dengan
stabilisasi metode campuran untuk setiap tekanan sel
dan umur benda uji………………………………… 55
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Kriteria Kegagalan Mohr dan Coulomb (Hardiyatmo,
1992)………………………………… 11
Gambar 2. 2 Sistem tegangan regangan pada uji triaksial (a)
tegangan pada sistem 3 dimensi, (b) tegangan
tegangan pada elemen A, (c) idealisasi tegangan pada
dua dimensi. (Muntohar. A.S, 2010)…………. 12
Gambar 2. 3 Perhitungan kuat geser tanah dengan cara selubung
lingkaran Mohr (Hardiyatmo, 1992)……………….. 14
Gambar 2. 4 Perhitungan kuat geser tanah dengan cara modifikasi
garis selubung Mohr (Hardiyatmo,
1992)………………………………………………... 16
Gambar 2. 5 Hasil-hasil triaksial terdrainasi untuk pasir, (a) Uji
tekan triaksial terdrainase tanah pasir, (b) sudut
tekanan geser maksimum, (c) hubungan antara
regangan volume dan regangan aksial, (d) hubungan
perubahan volume dengan angka pori (R.F Craigh,
1987)………………………………………………… 17
Gambar 2. 6 Kurva tegangan-regangan tanah (Bowles, 1986)…… 19
Gambar 3. 1 Skema desain penelitian…………………………….. 20
Gambar 3. 2 Kapur……………………………………………………... 21
Gambar 3. 3 Abu Sekam Padi ……………………………………... 21
xiii
Gambar 3. 4 Alat uji Vicat ASTM C191.(a) alat uji konsistensi,
(b) alat uji setting time……………………………… 22
Gambar 3. 5 Alat cetakan pasta untuk uji kuat tekan ASTM
C109…………………………………………………. 22
Gambar 3. 6 Alat uji tekan Hung Ta……………………………… 23
Gambar 3. 7 Bagan alir uji campuran kapur dan abu sekam
padi…………………………………………………... 26
Gambar 3. 8 Grafik ukuran butir pasir gunung Merapi…………… 27
Gambar 3. 9 Silinder pemadat………………………………….. 28
Gambar 3. 10 Alat - alat pencetak benda uji. (a) alat cetak benda uji
untuk uji triaksial UU, (b) rangkaian alat pencetak
benda uji…………………………………………… 28
Gambar 3. 11 Alat uji triaksial……………………………………... 29
Gambar 3. 12a Benda uji triaksial dengan model kolom untuk uji
triaksial UU………………………………………….. 29
Gambar 3. 12b Benda uji triaksial untuk teknik campuran pada uji
triaksial UU………………………………………….. 30
Gambar 3. 13 Tahap awal pelaksanaan uji triaksial. (a) posisi benda
uji sesaat sebelum dipasang membran. (b) benda uji
yang telah di pasangi membran dan siap untuk diisi
air ke dalam tabung. (c) proses pengisian air………... 33
Gambar 4. 1 Pengaruh rasio campuran kapur – abu sekam padi
terhadap konsistensi normal……………………… 35
Gambar 4. 2 Pengaruh rasio kapur – abu sekam padi terhadap
waktu ikat pasta………………………………… 36
xiv
Gambar 4. 3 Pengaruh rasio kapur – abu sekam padi terhadap
kuat tekan pasta pada pelbagai umur benda
uji…………………………………………………. 38
Gambar 4. 4 Pengaruh umur benda uji terhadap kuat tekan semen
dan campuran kapur – abu sekam padi…… 39
Gambar 4. 5 Pengaruh umur benda uji terhadap nilai regangan
runtuh……………………………………………... 41
Gambar 4. 6 Kurva hubungan tegangan regangan tanah pasir
tanpa stabilisasi…………………………………… 42
Gambar 4. 7 Lingkaran Mohr pada tanah pasir tanpa
stabilisator………………………………………… 43
Gambar 4. 8 Kurva hubungan tegangan – regangan tanah pasir
dengan stabilisasi metode kolom…………………. 45
Gambar 4. 9 Lingkaran Mohr untuk masing-masing umur
kolom……………………………………………... 46
Gambar 4. 10 Kurva hubungan tegangan – regangan tanah pasir
dengan stabilisasi metode campuran…………… 48
Gambar 4. 11 Lingkaran Mohr untuk masing-masing umur
campuran…………………………………………... 49
Gambar 4. 12 Pengaruh tekanan sel dan umur kolom terhadap kuat
geser………………………………………………… 52
xv
Gambar 4. 13 Pengaruh tekanan sel dan umur campuran terhadap
kuat geser…………………………………………… 52
Gambar 4. 14 Perbandingan kohesi pada tanah pasir dan yang
terstabilisasi dengan teknik kolom serta teknik
campuran pada masing-masing umur……………… 53
Gambar 4. 15 Perbandingan nilai sudut gesek internal tanah pasir
dan yang terstabilisasi dengan teknik kolom serta
teknik campuran pada masing-masing
umur………………………………………………… 53
Gambar 4. 16 Perbandingan kuat geser tanah pasir dan yang
terstabilisasi dengan teknik kolom serta teknik
campuran pada masing-masing umur……………… 54
Gambar 4. 17 Perbandingan nilai modulus elastisitas pasir,
stabilisasi teknik kolom dan teknik mix pada tiap-
tiap umur dan tekanan sel………………………. 68
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran Tabel dan Grafik Pengujian ..................................... 64
1. Tabel hasil uji Vicat konsistensi
normal…………………………........................ 65
2. Gambar A Grafik hasil uji konsistensi normal .. 66
3. Gambar B Garafik hasil uji time of
setting........................................................ 67
4. Gamabr C Grafik modulus elastisitas tanah
pasir................................................................... 68
5. Gambar D Grafik modulus elastisitas tanah
pasir distabilisasi dengan teknik kolom ............
6. Gambar E Grafik modulus elastisitas tanah
pasir distabilisasi dengan teknik Campuran ......
7. Form Hasil uji triaksial tanah pasir,…………
8. Form Hasil uji triaksial tanah pasir metode
kolom pada umur 1 hari……………………..
9. Form Hasil uji triaksial tanah pasir metode
kolom pada umur 3 hari………………………
10. Form Hasil uji triaksial tanah pasir metode
kolom pada umur 7 hari………………………
69
70
71
72
73
74
xvii
11. Form Hasil uji triaksial tanah pasir metode
kolom pada umur 14 hari…………………….
12. Form Hasil uji triaksial tanah pasir campuran
kolom pada umur 1 hari……………………
13. Form Hasil uji triaksial tanah pasir campuran
kolom pada umur 3 hari…………………….
14. Form Hasil uji triaksial tanah pasir campuran
kolom pada umur 7 hari…………………….
15. Form Hasil uji triaksial tanah pasir campuran
kolom pada umur 14 hari……………………
75
76
77
78
79
xviii
INTISARI
Tanah pasir dalam kondisi padat justru cenderung memiliki sifat-sifat yang baik. Namun pasir dalam kondist seragam dan lepas serta jenuh air memiliki kuat geser yang rendah ketika terjadi beban siklik (seperti gempa). Secara umum, kuat geser tanah pasir itu disumbangkan oleh nilai sudut gesek internal karena rendahnyanilai kuat geser tanah pasir mengakibatkan rendahnya kuat geser.
Laporan Tugas Akhir ini menyajikan hasil penelitian tentang perbaikan tanah pasir dengan campuran kapur dan abu sekam padi. Dua teknik pencampuran pada tanah pasir dilakukan yaitu column (metode A) dan mixed (metode B). campuran kapur dan abu sekam padi dengan perbandingan 1 :1 (dalam perbandingan berat). Uji triaksial unconsolidated undrained dilakukan untuk metode kolom dan metode campuran pada umur benda uji 1 hari, 3 hari, 7 hari, dan 14 hari.. Ukuran benda uji triaksial adalah diameter = 36 mm dan tinggi 76 mm. Untuk metode A, kolom dibuat sepanjang tinggi benda uji dengan diameter 12 mm. Hasil penelitian memberikan bahwa kuat geser pada pasir tanpa stabilisasi adalah 35,4 kPa. Sedangkan nilai kuat geser tanah pasir dengan teknik perbaikan A, pada umur 1 hari sebesar 53 kPa, umur 3 hari sebesar 91 kPa, umur 7 hari sebesar 159,1 kPa, dan untuk umur 14 hari 168,3 kPa. Secara umum nilai kuat geser tanah dengan teknik perbaikan metode A meningkat sebesar 65% - 487,8%. Untuk tanah dengan teknik stabilisasi metode B. terjadi peningkatan kuat geser 44,6% - 455,0%. Kuat geser meningkat seiring dengan bertambahnya umur perbaikan tanah. Secara keseluruhan dapat disimpulkan pula bahwa teknik stabilisasi mempengaruhi kuat geser tanah pasir. Teknik perbaikan tanah dengan metode A memberikan nilai kuat geser lebih besar daripada metode B. Dan, perilaku tanah pasir dengan teknik perbaikan metode B lebih getas dibandingkan dengan metode A.
Kata Kunci : pasir,kuat geser, triaksial, kapur-abu sekam padi, modulus
elastisitas