pengaruh limbah plastik pada tanah lempung ekspansif ditinjau dari
advertisement
PENGARUH LIMBAH PLASTIK PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF DITINJAU DARI POTENSI MENGEMBANG, TEKANAN MENGEMBANG DAN KUAT TEKAN BEBAS The Influence of Waste Plastic at Expansive Clay from Paramater Swelling, Swelling Pressure and Unconfined Compressive Test SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : NURIANA ILYAS PRATAMA I0112110 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i HALAMAN PERSETUJUAN PENGARUH LIMBAH PLASTIK PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF DITINJAU DARI POTENSI MENGEMBANG, TEKANAN MENGEMBANG DAN KUAT TEKAN BEBAS The Influence of Waste Plastic at Expansive Clay from Paramater Swelling, Swelling Pressure and Unconfined Compressive Test SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : NURIANA ILYAS PRATAMA I0112110 Telah disetujui untuk dipertahankandi hadapan tim penguji pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan dosen pembimbing Dosen pembimbing I Dosen pembimbing II Dr.Bambang Setiawan, S.T.,M.T Ir.Noegroho Djarwati, MT NIP. 19690717 199702 1 001 NIP. 19561112 198403 2 007 ii PENGESAHAN SKRIPSI MODEL HIDROLOGI UNTUK MENGISI DATA HUJAN YANG HILANG BERDASARKAN NERACA AIR (StudiKasus di DAS Dengkeng) HYDROLOGYCAL MODEL FOR FILLING OF MISSING RAINFALL DATA BASED ON WATER BALANCE (Study case in Dengkeng Watershed) DisusunOleh PURWANTO I0112115 Telahdipertahankandihadapan Tim PengujiPendadaran Program StudiTeknikSipilFakultasTeknikUniversitasSebelasMaret Surakarta pada : Hari Tanggal : Senin : 29 Agustus2016 Tim Penguji Nama/NIP TandaTangan 1. Dr.Ir. Rr. RintisHadiani, MT 19630120 198803 2 002 ................................ 2. Setiono, S.T.,M.Sc. 19720224 199702 1 001 ................................ 3. Dr. CahyonoIkhsan, S.T., M.T. 19520317 198503 1 001 ................................ 4. Ir. Suyanto, M.M. 19520317 198503 1 001 ................................ Disahkan, Tanggal : ……………………….. Kepala Program StudiTeknikSipil FakultasTeknik UNS Wibowo, ST, DEA NIP. 196810071995021001 iii MOTTO “Jalan menuju Allah adalah jalan yang membuat Adam kelelahan. Ibrahim dilempar kedalam api. Ismail dibentangkan untuk disembelih. Yusuf dijual dengan harga murah dan dipenjara selama beberapa tahun. Zakaria di gergaji. Yahya disembelih. Ayub menderita penyakit. Daud menangis melebihi kadar semestinya. Isa berjalan sendirian. Dan Muhammad SAW mendapat kefakiran dan berbagai gangguan. Sementara kalian ingin menempuhnya dengan bersantai ria dan bermain-main? Demi Allah takkan pernah bisa terjadi.” (Ibnul Qayyim al Jauziyah) iv Karya ini kupersembahkan untuk: Ayahku yang telah mengajarkan arti menjadi seorang hamba Allah Ibuku yang telah mengajarkan hangatnya ketulusan dan kasih sayang Adikku yang selalu memberikan keindahan dalam balutan keceriaan Teman-temanku yang telah mendukung dan membantu dalam suka dan duka v ABSTRAK Nuriana Ilyas Prataa, 2016. Pengaruh Limbah Plastik pada Tanah Lempung Ekspansif Ditinjau dari Potensi Mengembang, Tekanan Mengembang dan Kuat Tekan Bebas. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Tanah lempung ekspansif termasuk dalam salah satu tanah yang bermasalah karena sangat mudah dipengaruhi oleh kadar air. Permasalahan yang dapat terjadi dalam ruang lingkup teknik sipil diantaranya adalah retaknya jalan, defleksi dan deformasi pada bangunan. Berdasarkan permasalah yang dapat disebabkan tanah lempung ekspansif maka perlu dilakukan suatu metode perbaikan. Penelitian ini berusaha untuk memperbaiki tanah lempung ekspansif dengan menggunakan limbah plastik sebagai bahan pengisi tanah. Parameter perbaikan yang ditinjau adalah nilai potensi mengembang, tekanan mengembang dan kuat tekan bebas. Variasi kadar plastik yang digunakan adalah 0%, 0.5%, 0.75% dan 1% dari berat tanah. Kondisi kadar air tanah pada pengujian potensi mengembang dan tekanan mengembang berada di kadar air kering optimum dan optimum, pada kuat tekan bebas berada di kadar air optimum. Kesimpulan akhir yang didapatkan dari penelitian adalah penambahan plastik pada kadar tertentu akan memperbaiki nilai potensi mengembang, tekanan mengembang dan kuat tekan tanah lempung ekspansif. Stabilisasi terbaik untuk tanah lempung ekspansif ada pada penambahan kadar plastik 0.5%. Tanah lempung ekspansif dengan penambahan plastik kadar 0.5% memiliki nilai potensi mengembang dan tekanan mengembang yang rendah yaitu 11.83% dan 86,6 kPa. Tanah lempung ekspansif dengan kadar plastik 0.5% pun memiliki peningkatan kuat tekan terbesar yaitu sebesar 41%. Kata kunci: lempung, lempung ekspansif; stabilisasi tanah; plastik; potensi mengembang; tekanan mengembang; kuat tekan bebas. vi ABSTRACT Ramzi Yahya, 2016. Stabilization of High Plasticity Clay at Liquidity Index 0.5 and 0.75 by Cement. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. High plasticityclayis a problematic soils with lowstrength.Soil stabilizationis needed toincreaseits strength. One of the methodsthat are usedin soil stabilizationis to mixacertainchemicalagentinto the soil. Cement is a binder agent that is commonly used in civil engineering.Cemented soil stabilization of clay high plasticity have been research in this study. To determine the effect of cement content to soil compressive strength, soil was stabilized by variation of cement content, which is 5%, 10%, and 15%. Water cement ratio, curing time, and liquidity index are also been varying to determine their effect. The varying of water cement ratio are 20%, 25%, 30%, and 35% and the varying of curing time are 0, 3, 7, and 14 days for unsoaked sample and one day soaking after its curing time for soaked sample . Soil stabilization have been done on the soil with liquidity index 0.5 and 0.75 and tested using the unconfined compressive strength (UCS). The results showed that the addition proportion of cement will increase the compressive strength of the ground while the addition of FAS will decrease the compressive strength. The highest compressive strength of the soil occurs with a mixture of 15% of cement content and 20% of water cement ratio. Liquidity index (LI) also have a considerable influence on the compressive strenth, where the highest compressive strength on the liquidity index 0.5 and 0.75 are 989.92 and 584.94 kN/m2. In addition it is known that submerged soil will cause a decrease in its compressive strength, where the highest compressive strength of soil down to 674.67 and 434.899 kN/m2. Keyword: high plasticity clay; soil stabilization; cement; water cement ratio; unconfined compressive strength. vii KATA PENGANTAR Puji syukur selalu terpanjatkan kepada Allah subhanahuwa ta’ala atas berkat dan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh limbah plastik pada tanah lempung ekspansif ditinjau dari potensi mengambang, tekanan mengembang dan kuat tekan bebas” Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ucapan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan dari awal pelaksanaan hingga terselesaikannya skripsi ini, kepada : 1. Dr. Bambang Setiawan S.T., M.T selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 2. Ir.Noegroho Djarwati, MT selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 3. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS, 4. Seluruh pihak yang tidak dapat tersebutkan satu persatu yang telah membantu hingga terwujudnya skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberi manfaat bagi segenap civitas akademika dalam menambah pengetahuan dan menunjang pemahaman mengenai penerapan ilmu dibangku kuliah. Surakarta, Oktober 2016 Penyusun viii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ...............................................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................................. iii MOTTO……………….. ...................................................................................................... iv PERSEMBAHAN .................................................................................................................. v ABSTRAK…………. ........................................................................................................... vi ABSTRACK…………. .......................................................................................................vii KATA PENGANTAR ....................................................................................................... viii DAFTAR ISI…………. ........................................................................................................ ix DAFTAR TABEL ................................................................................................................xii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xiii DAFTAR NOTASI .............................................................................................................. xv HALAMAN LAMPIRAN .................................................................................................. xvi BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................................. 2 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................................... 2 1.4 Tujuan….. ..................................................................................................................... 2 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................................ 3 BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................................................. 4 2.1 Tinjauan Pustaka .......................................................................................................... 4 2.2 Dasar Teori ................................................................................................................... 5 2.2.1. Tanah lempung ekspansif ................................................................................... 5 2.2.2. Sampah plastik ................................................................................................... 7 ix 2.2.3 Stabilisasi tanah menggunakan limbah plastik .................................................... 9 2.2.4 Pengujian ........................................................................................................... 10 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................................... 14 3.1 Uraia Umum ............................................................................................................... 14 3.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian .................................................................................... 15 3.2.1 Persiapan .............................................................................................................. 14 3.2.2 Penyediaan plastik ................................................................................................ 16 3.3.3 Penambahan variasi plastik dan pemadatan tanah................................................ 17 3.2.4 Tahap pengujian utama......................................................................................... 21 3.3 Hipotesa Hasil Penelitian ........................................................................................... 28 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ..................................................................................... 29 4.1 Pengujian Pendahuluan .............................................................................................. 29 4.1.1 Hasil pengujian pendahuluan ............................................................................... 29 4.1.2 Analisis hasil pengujian pendahuluan .................................................................. 29 4.2 Pengujian pemadatan dengan modified Proctor ......................................................... 29 4.2.1 Hasil pengujian pemadatan dengan modified Proctor.......................................... 29 4.2.2 Analisis hasil pengujian modifed Proctor ............................................................ 30 4.3 Pengujian Utama ........................................................................................................ 32 4.3.1 Pengujian potensi mengembang ........................................................................... 33 4.3.1.1 Hasil pengujian potensis mengembang ....................................................... 33 4.3.1.2 Analisis hasil potensi mengembang ............................................................ 33 4.3.2 Pengujian tekanan mengambang .......................................................................... 36 4.3.2.1 Hasil pengujian tekanan mengembang ........................................................ 36 4.3.2.2 Analisis hasil pengujian tekanan mengembang ........................................... 37 4.3.3 Pengujian kuat tekan bebas .................................................................................. 40 4.3.3.1 Hasil pengujian kuat tekan bebas ................................................................ 40 4.3.3.2 Analisis hasil pengujian kuat tekan bebas ................................................... 41 x 4.4 Hasil Akhir Penelitian ................................................................................................ 42 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................................ 43 5.1 Kesimpulan ................................................................................................................. 43 5.2 Saran. ................................................................................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................................xii xi DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Derajat keekspansifan berdasarkan potensial mengembang dan batas susut (Jitno, 2001) ..................................................................................................... 7 Tabel 3.1 Sampel yang dihasilkan setelah pemadatan modified Proctor............................. 21 Tabel 4.1 Hasil pengujian klasifikasi tanah ......................................................................... 29 Tabel 4.2 Hasil pengujian modified Proctor ....................................................................... 30 Tabel 4.4 Hasil pengujian potensi mengembang ................................................................. 33 Tabel 4.5 Hasil pengujian tekanan mengembang ................................................................ 37 Tabel 4.6 Hasil pengujian unconfined compressive strength ............................................... 41 xii DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagan batas-batas konsisensi tanah (Atteberg, 1991) ...................................... 6 Gambar 2.2 Hubungan berat isi kering tanah dengan kadar air pada pengujian proctor (Craig, 1991) ..................................................................................... 10 Gambar 2.3 Penentuan tekanan pengembangan dengan pelepasan beban pada akhir pembebanan uji pengembangan (Coduto, 1994) ........................................... 11 Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................................................................... 14 Gambar 3.2 Proses pengambilan tanah ekspansif di Desa Ketitang .................................. 15 Gambar 3.3 Proses pemtongan dan penjemuran tanah ...................................................... 16 Gambar 3.4 Potongan limbah plastik yang digunakan dalam penelitian ........................... 17 Gambar 3.5 Proses pencampuran tanah dengan plastik ..................................................... 18 Gambar 3.6 Proses pemeraman selama 1 hari ................................................................... 18 Gambar 3.7 Proses pemadatan dengan alat pemadat otomatis .......................................... 19 Gambar 3.8 Sampel yang telah didongkrak ....................................................................... 20 Gambar 3.9 Ring pencetak sampel untuk pengujian potensi dan tekanan mengembang .. 20 Gambar 3.10 Hasil sampel yang telah dicetak dengan ring konsolidasi .............................. 21 Gambar 3.11 Konsolidometer .............................................................................................. 22 Gambar 3.12 Mould konsolidasi .......................................................................................... 22 Gambar 3.13 Sampel untuk pengujian potensi mengembang .............................................. 23 Gambar 3.14 Seluruh kelengkapan mould pengujian potensi mengembang ....................... 23 Gambar 3.15 Memasukkan sampel ke dalam piring pemisah.............................................. 24 Gambar 3.16 Proses memasukkan air ke dalam mould dan memulai dan memulai pembacaan potensi mengembang .................................................................. 24 Gambar 3.17 Proses pembebanan dalam tekanan pengembang........................................... 25 Gambar 3.18 Mengeluarkan sampel dari piring pemisah mould untuk dilakukan uji kadar air ......................................................................................................... 26 Gambar 3.19 UCS test machine ........................................................................................... 26 Gambar 3.20 Sampel pengujian UCS .................................................................................. 27 Gambar 3.21 Memulai proses pengujian kuat tekan bebas .................................................. 27 Gambar 4.1 Pengaruh variasi kadar plastik terhadap nilai xiii dmaks tanah ........................... 31 Gambar 4.2 Pengaruh penambahan kadar plastik terhadap nilai angka pori maksimal modified Proctor ............................................................................................ 32 Gambar 4.3 Pengaruh variasi penambahan plastik terhadap nilai potensi mengembang .................................................................................................. 34 Gambar 4.4 Pengaruh variasi penambahan kadar air terhadap nilai potensi mengembang tanah dengan berbagai variasi plastik ..................................... 35 Gambar 4.5 Pengaruh penambahan variasi plastik terhadap nilai tekanan mengembang tanah ........................................................................................ 37 Gambar 4.6 Pengaruh penambahan kadar air terdahap nilai tekanan mengembang tanah............................................................................................................... 39 Gambar 4.7 Hasil pengujian unconfined compressive strength ......................................... 41 Gambar 4.8 Peningkatan kekuatan setiap variasi kadar plastik setelah pengujian UCS ... 42 xiv DAFTAR NOTASI : Luas penampang terkoreksi : Luas penampang benda uji semula CH : Clay high plasticity e : Angka pori Gs : Specific gravity Ho : Tinggi benda uji semula LI : Liquidity index LL : Liquid limit P : Axial load PI : Plasticity index PL : Plastic limit SI : Shrinkage Index SL : Shrinkage limit UCS : Unconfined compressive Strength V : Volume total Va : Volume udara tanah Vv : Volume pori tanah Vw : Volume air tanah Vs : Volume butiran tanah w : Kadar air W : Berat total Wb : Berat total tanah basah Ws : Berat tanah kering Ww : Berat air tanah ∆H : Perubahan tinggi benda uji ɣb : Berat volume tanah basah ɣd : Berat volume tanah kering ɣs : Berat isi butiran ɣsat : Berat isi tanah jenuh ɣw : Berat jenis air ɛ : Regangan aksial xv DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : Hasil uji pendahuluan LAMPIRAN B : Hasil pengujian modified proctor LAMPIRAN C : Hasil pengujian potensi dan tekanan mengembang LAMPIRAN D : Hasil pengujian UCS LAMPIRAN E : Gambar Selama Penelitian xvi
