perbandingan konsolidasi tanah lempung lunak yang distabilisasi
advertisement
PERBANDINGAN KONSOLIDASI TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM CAMPURAN PASIR KAPUR DAN KOLOM PASIR DI ATAS KAPUR Tugas akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Disusun oleh : Rastika Eka Rini (D 100 110 090) PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2015 ii PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : RASTIKA EKA RINI NIM : D 100 110 090 Program Studi : S1 - TEKNIK SIPIL Judul Skripsi : PERBANDINGAN KONSOLIDASI TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM CAMPURAN PASIR-KAPUR DAN KOLOM PASIR DI ATAS KAPUR Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat dan serahkan ini, merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan – kutipan dan ringkasan – ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari dan atau dapat dibuktikan bahwa skripsi ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang diberikan oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima. Surakarta, 25 November 2015 Rastika Eka Rini iii MOTTO Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar (Khalifah Umar bin Khattab) 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) Tuntutlah ilmu mulai dari buaian hingga ke liang lahat Engkau tak dapat meraih ilmu kecuali dengan enam hal, yaitu cerdas, selalu ingin tahu, tabah, punya bekal dalam menuntut ilmu, bimbingan dari guru, dan dalam waktu yang lama (Khalifah Ali bin Abi Thalib) Barang siapa yang menempuh jalan untuk mencari ilmu, niscaya Allah memudahkannya jalan menuju surga (HR. Tirmidzi) iv PRAKATA Assalaamualaikuum Wr. Wb Alhamdulillaah. Puji syukur atas rahmat dan karunia Allah SWT sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini untuk mencapai derajat 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. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Dr. Mochamad Solikin sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Kuswartomo, ST. MT sebagai Pembimbing Akademik 4. Dosen pembimbing TA Bapak Anto Budi Listyawan, S.T. M.Sc., Ibu Ir. Renaningsih, M.T., dan Bapak Agus Susanto, S.T, M.T., yang selama ini meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini. Semoga amal bapak dan ibu menjadi amal jariah. Aamiin. 5. Orang tua saya, yang senantiasa menyayangi, menginspirasi, mendidik, mendo’akan, berkorban, dan memberikan yang terbaik untuk anak-anaknya. 6. Seluruh keluarga 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 sahabatku Kikit, Dadis, Dian, Ariska, dan seluruh teman-teman Teknik Sipil 2011, terimakasih atas dukungan dan bantuan kalian. Semoga perjuangan dan kesabaran kita mebuahkan hasil yang baik. 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. v DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL…………………………………………….………… i LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………… ii PERNYATAAN KEABSAHAN…………………………………………… iii HALAMAN MOTTO ……………………………………………………. iv ……………………………………………………………… v DAFTAR ISI ……………………………………………………………… vi ……………………………………………………… viii …………………………………………………… x ABSTRAKSI ……………………………………………………………… xiii PENDAHULUAN ………………………………………………… 1 A. Latar Belakang ………………………………………………… 1 …………………………………………… 2 ……………………………… 2 1. Tujuan Penelitian ………………………………………… 2 2. Manfaat Penelitian ……………………………………… 2 D. Batasan Masalah ……………………………………………… 3 E. Keaslian Penelitian …………………………………………… 3 TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………… 5 ……………………………………… 5 B. Stabilitas Tanah ……………………………………………… 6 ………………………………………………………… 6 D. Kapur ………………………………………………………… 7 …………………………………………… 8 F. Tinjauan Penelitian Sejenis …………………………………… 8 …………………………………………… 10 ……………………………………… 10 PRAKATA DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR I. B. Rumusan Masalah C. Tujuan dan Manfaat Penelitian II. A. Tanah Lempung Lunak C. Pasir E. Drainase Vertikal III. LANDASAN TEORI A. Sifat-sifat Fisis Tanah 1. Specific Gravity (Gs) …………………………………… 10 2. Konsistensi Tanah dan Batas-batas Atterberg …………… 10 …………………………………………… 12 1. Konsolidasi ……………………………………………… 12 2. Metode untuk menentukan Koefisien Konsolidasi………… 14 ………………… 15 B. Sifat-sifat Teknis C. Stabilisasi Tanah dengan Drainase Vertikal vi IV. METODE PENELITIAN ………………………………………… 16 A. Uraian Umum ………………………………………………… 16 B. Lokasi Penelitian ……………………………………………… 16 ……………………………………… 16 D. Alat yang Digunakan ………………………………………… 16 E. Tahapan Penelitian …………………………………………… 19 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ……………………………… 22 ………………………………………… 22 1. Uji Berat Spesifik (Gs) …………………………………… 22 2. Uji Batas-batas Atterberg ………………………………… 25 B. Uji Sifat Mekanis Tanah ……………………………………… 32 1. Koefisien Konsolidasi (Cv) ……………………………… 32 2. Indeks Pemampatan (Cc) ………………………………… 39 3. Penurunan Konsolidasi (Sc) ……………………………… 44 4. Perbedaan Efisiensi Jenis Kolom ………………………… 48 KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………… 51 A. Kesimpulan …………………………………………………… 51 ………………………………………………………… 52 C. Bahan yang Digunakan V. A. Uji Sifat Fisis Tanah VI. B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii DAFTAR TABEL Tabel V.1 Hasil uji Gs tanah dengan kolom campuran pasir-kapur……… Tabel V.2 Hasil uji Gs tanah dengan kolom pasir di atas kapur pada arah horizontal ……………………………………………………… Tabel V.3 30 Nilai koefisien konsolidasi (Cv) pada stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir kapur…………………………………… Tabel V.8 25 Hasil uji batas-batas Atterberg pada kolom campuran pasirkapur…………………………………………………………… Tabel V.7 25 Hasil uji batas-batas Atterberg pada kolom pasir di atas kapur arah vertikal …………………………………………………… Tabel V.6 24 Hasil uji batas-batas Atterberg pada kolom pasir di atas kapur arah horizontal ………………………………………………… Tabel V.5 23 Hasil uji Gs tanah dengan kolom pasir di atas kapur pada arah vertikal ………………………………………………………… Tabel V.4 22 33 Persentase perbedaan nilai Cv dari tanah yang distabilisasi menggunakan kolom campuran pasir-kapur dengan tanah tanpa stabilisasi ……………………………………………………… Tabel V.9 34 Nilai koefisien konsolidasi (Cv) pada stabilisasi menggunakan kolom pasir di atas kapur arah horizontal …………………… 34 Tabel V.10 Nilai koefisien konsolidasi (Cv) pada stabilisasi menggunakan kolom pasir di atas kapur arah vertikal ……………………… 35 Tabel V.11 Perbandingan nilai Cv antara penelitian Luthfiarta (kolom kapur) dan Satriyana (kolom pasir) …………………………………… 36 Tabel V.12 Perbedaan nilai Cv pada tanah tanpa stabilisasi dan kolom pasir di atas kapur …………………………………………………… 37 Tabel V.13 Perbandingan persentase nilai Cv pada stabilisasi kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur terhadap ……………………………………… 38 Nilai indeks pemampatan (Cc) ……………………………… 39 tanah tanpa stabilisasi Tabel V.14 Tabel V.15 Perbedaan nilai Cc antara stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir-kapur dengan tanah tanpa kolom …………… 40 Tabel V.16 Nilai indeks pemampatan (Cc) arah horizontal ……………… 40 Tabel V.17 NIlai indeks pemampatan arah vertikal ……………………… 41 Tabel V.18 Perbandingan nilai Cc antara penelitian Luthfiarta (kolom kapur) dan Satriyana (kolom pasir) …………………………………… viii 42 Tabel V.19 Perbedaan nilai Cc antara stabilisasi menggunakan kolom pasir di atas kapur dengan tanah tanpa kolom ……………………… 43 Tabel V.20 Perbedaan persentase nilai Cc pada tanah stabilisasi kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur dengan tanah ……………………………………………… 43 Tabel V.21 Nilai penurunan konsolidasi (Sc) ……………………………… 44 tanpa stabilisasi Tabel V.22 Perbedaan nilai Sc antara stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir-kapur dengan tanah tanpa kolom ………………………… 44 Tabel V.23 Nilai penurunan konsolidasi (Sc) arah horizontal……………… 45 Tabel V.24 Nilai penurunan konsolidasi (Sc) arah vertikal………………… 45 Tabel V.25 Perbandingan nilai Sc antara penelitian Luthfiarta (kolom kapur) dan Satriyana (kolom pasir) ……………………………………… 46 Tabel V.26 Perbedaan nilai Sc antara stabilisasi menggunakan kolom pasir di atas kapur dengan tanah tanpa kolom ………………………… 47 Tabel V.27 Perbedaan persentase nilai Sc pada stabilisasi kolom campuran pasirkapur dan kolom pasir di atas kapur terhadap tanah tanpa stabilisasi ………………………………………………………………… ix 48 DAFTAR GAMBAR Gb. III.1 Batas-batas konsistensi tanah ………………………………… 10 Gb. III.2 Percobaan batas cair ………………………………………… 12 Gb. III.3 Alat uji konsolidasi …………………………………………… 14 Gb. III.4 Benda uji konsolidasi ………………………………………… 14 Gb. III.5 Perletakan sampel pada konsolidometer ……………………… 14 Gb. III.6 Metode Akar Waktu (Taylor, 1948) …………………………… 15 Gb. III.7 Ilustrasi pemasangan kolom pasir……………………………… 16 Gb. IV.1 Box uji tampak atas dengan kolom yang dipasang di sisi kanan dan kiri box …………………………………………………… Gb. IV.2 17 Box dengan kran yang dipasang di sisi kanan dan kiri untuk membuang air ………………………………………………… 18 Gb. IV.3 Bagan alir penelitian …………………………………………… 21 Gb. V.1 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan specific gravity (Gs) …………………………………………… Gb. V.2 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan specific gravity (Gs) arah horisontal…………………………… Gb. V.3 28 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan Indeks Plastisitas (PI) arah vertikal…………………… Gb. V.10 27 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan Indeks Plastisitas (PI) arah horisontal………………… Gb V.9 27 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas plastis (PL) arah vertikal………………………… Gb V.8 26 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas plastis (PL) arah horizontal ……………………… Gb V.7 26 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan batas cair arah vertical (LL) …………………………………… Gb V.6 24 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan batas cair arah horizontal (LL) ………………………………… Gb. V.5 23 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan specific gravity (Gs) arah vertikal……………………………… Gb. V.4 23 28 Grafik Hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas susut (SL) arah horizontal ……………………… x 29 Gb. V.11 Grafik Hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas susut (SL) arah vertical ………………………… Gb. V.12 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan batas cair (LL) Gb V.13 ……………………………………………… 33 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan nilai Cv (arah horizontal) …………………………………… Gb V.18 32 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan nilai Cv ……………………………………………………… Gb V.17 31 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas susut (SL) ……………………………………… Gb V.16 31 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan indeks plastisitas (PI) ………………………………… Gb V.15 30 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dengan batas plastis (PL) ……………………………………… Gb V.14 29 35 Grafik hubungan antara variasi jarak pengambilan sampel dan nilai Cv (arah vertikal) ……………………………………… 35 Gb V.19 Perbandingan nilai Cv dari penelitian Luthfiarta dan Satriyana 37 Gb V.20 Perbedaan nilai Cv antara kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ……………………………………… 38 Gb. V.21 Hubungan antara variasi jarak dengan indeks pemampatan (Cc) 39 Gb. V.22 Hubungan antara variasi jarak dengan indeks pemampatan (Cc) arah horizontal ………………………………………………… Gb. V.23 40 Hubungan antara variasi jarak dengan indeks pemampatan (Cc) arah vertikal …………………………………………………… 41 Gb V.24 Perbandingan nilai Cc dari penelitian Luthfiarta dan Satriyana 42 Gb V.25 Perbedaan nilai Cc antara kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ……………………………………… 43 Gb. V.26 Hubungan antara variasi jarak dengan penurunan konsolidasi (Sc) 44 Gb. V.27 Hubungan antara variasi jarak dengan penurunan konsolidasi (Sc) arah horizontal ………………………………………………… Gb. V.28 45 Hubungan antara variasi jarak dengan penurunan konsolidasi (Sc) arah vertikal …………………………………………………… 46 Gb V.29 Perbandingan nilai Sc dari penelitian Luthfiarta dan Satriyana 47 Gb V.30 Perbedaan nilai Sc antara kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ……………………………………… xi 48 Gb V.31 Perbedaan persentase nilai Cv pada kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ………………………………… Gb V.32 Perbedaan persentase nilai Cc pada kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ………………………………… Gb V.33 49 49 Perbedaan persentase nilai Sc pada kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur ………………………………… xii 50 PERBANDINGAN KONSOLIDASI TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DISTABILISASI DENGAN KOLOM CAMPURAN PASIR-KAPUR DAN KOLOM PASIR DI ATAS KAPUR ABSTRAKSI Pada daerah dengan kandungan lempung tinggi bisa menyebabkan jalan bergelombang dan penurunan tanah karena sifat kembang susut tanah lempung. Hal tersebut sering terjadi di Desa Troketon Kecamatan Pedan Kabupaten Klaten. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini yaitu stabilisasi tanah dengan sistem drainase vertikal menggunakan kolom pasir atau kapur. Pada penelitian ini, untuk mengetahui pengaruh stabilisasi dengan drainase vertikal terhadap tanah lempung Desa Trokteton Kec. Pedan Kab. Klaten, dilakukan dengan membandingkan dua pengujian yaitu stabilisasi menggunakan kolom campuran pasir-kapur dan kolom pasir di atas kapur. Perbandingan dua jenis pengujian ini ditinjau berdasarkan nilai koefisien konsolidasi (Cv), indeks pemampatan (Cc), dan penuruan (Sc). Variasi jarak untuk kolom campuran pasir-kapur yaitu 16,67 cm; 33,33 cm; dan 50 cm dari tepi kolom, sedangkan untuk kolom pasir di atas kapur yaitu 16,67 cm; 33,33 cm; 50 cm lapis ke-1; 50 cm lapis ke-2; dan 50 cm lapis ke-3. Dari hasil kedua penelitian, nilai koefisien konsolidasi (Cv) mengalami kenaikan saat pengambilan sampel semakin dekat dengan kolom yaitu pada jarak 16,67 cm. Nilai indeks pemampatan (Cc) mengalami penurunan ketika sampel semakin dekat dengan kolom yaitu pada jarak 16,67 cm. Sedangkan nilai penurunan konsolidasi semakin turun ketika sampel semakin dekat dengan kolom yaitu pada jarak 16,67 cm. Persentase pengaruh stabilisasi kolom campuran pasir-kapur terhadap tanah asli terjadi perubahan nilai Cv sebesar 644,184%; Cc sebesar 61,216%; dan Sc sebesar 57,383%, sedangkan untuk kolom pasir di atas kapur perubahan nilai Cv sebesar 589,402%; Cc sebesar 58,769%, dan Sc sebesar 53,931%. Sehingga dari persentase tersebut, stabilisasi tanah menggunakan kolom campuran pasir-kapur lebih baik daripada stabilisasi menggunakan kolom pasir di atas kapur. Kata kunci: lempung, konsolidasi, kolom pasir-kapur, koefisien konsolidasi, indeks pemampatan, penurunan xiii
