stabilisasi tanah lempung plastisitas tinggi · pdf filepenulisan laporan penelitian ini dapat...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

STABILISASI TANAH LEMPUNG PLASTISITAS TINGGI

PADA INDEKS LIKUIDITAS 1 DAN 1.25 DENGAN SEMEN

MENGGUNAKAN SOIL CEMENT MIXING SKALA

LABORATORIUM `

Stabilization Of High Clay Plasticity In Liquidity Index 1 and 1.25 with Cement

Using Soil Cement Mixing Laboratory Scale

SKRIPSI

Disusun Sebagai Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

PRAMUFIDANINGRUM HARDIANA SARI

I1114068

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

HALAMAN PERSETUJUAN




LABORATORIUM



SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh:


NIM I 1114068

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan dosen pembimbing

Dosen Pembimbing I

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD

NIP. 19680702 199502 1 001

Dosen Pembimbing II

Dr. Niken Silmi, ST, MT

NIP. 19690903 199702 2 001


commit to user

HALAMAN PENGESAHAN




LABORATORIUM



Disusun oleh:


NIM I 1114068

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada hari : Selasa

Tanggal : 2 Agustus 2016

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD ...................................

NIP. 19680702 199502 1 001

Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT ....................................

NIP. 19690903 199702 2 001

Dr. Bambang Setiawan ST,MT ....................................

NIP. 19690717 199702 1 001

Ir. Noegroho Djarwanti, MT ....................................

NIP. 19561112 198403 2 007

Disahkan,

Kepala Program Studi

Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Wibowo, S.T., DEA.

NIP. 196810071995021001


commit to user

MOTTO

"Tak perlu malu karena berbuat kesalahan, sebab kesalahan akan membuatmu

lebih bijak dari sebelumnya"

( Pramufidaningrum HS)

“Karena Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya

bersama kesulitan itu ada kemudahan”

(Firman Allah : QS Al-Insyirah: 5-6)

“Dia (Ya’qub) menjawab: “Sesungguhnya hanyalah kepada Allah aku

mengadukan kesusahan dan kesedihanku.”

(Firman Allah : QS Yusuf: 86)

“Dan mohonlah pertolongan (kepada Allah) dengan sabar dan shalat. Dan

shalat itu sungguh berat kecuali bagi orang-orang khusuk”

(Firman Allah : QS Al-Baqarah: 45)

“A person who never made mistake, never tried anything new”

(Albert Einstein)


commit to user

PERSEMBAHAN

Bismillahirrohmanirohim...

Skripsi ini Kupersembahkan kepada

Papa, Mama, dek Rama, dan para sahabatku


commit to user

ABSTRAK

Pramufidaningrum HS, 2016. Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada

Indeks Likuiditas 1 dan 1.25 dengan Semen menggunakan Soil Cement Mixing

Skala Laboratorium. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Non Reguler. Fakultas

Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Stabilisasi tanah merupakan salah satu upaya untuk memperbaiki karakteristik

pada tanah bermasalah. Tanah lempung plastisitas tinggi termasuk dalam tanah

bermasalah karena mempunyai daya dukung rendah. Salah satu metode untuk

meningkatkan daya dukung adalah stabilisasi tanah lempung menggunakan

semen.

Penelitian ini menggunakan tanah lempung plastisitas tinggi dari daerah

Sukoharjo yang dikontrol kadar airnya pada Indeks Likuiditas (LI) 1 dan 1.25.

Stabilisasi tanah ini berfokus pada peningkatan daya dukung tanah dengan variasi

semen:tanah (15%, 20% dan 25% terhadap berat kering tanah) dan variasi Faktor

Air Semen/FAS (35%, 45%, 55% dan 65% terhadap berat semen kering yang

dibutuhkan). Pencampuran semen dan tanah menggunakan soil cement mixing

skala laboratorium. Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) dilakukan

pada 7 hari saat kondisi tak-terendam dan terendam. Data pengujian digunakan

sebagai input data analisis untuk mendapatkan kuat tekan tanah yang dihasilkan.

Hasil pengujian UCS didapat grafik hubungan antara kuat tekan dengan proporsi

semen:tanah, proporsi FAS, keadaan tak-terendam dan terendam, dan

perbandingan penelitian terdahulu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat

tekan tanah meningkat dengan meningkatnya proporsi semen:tanah; FAS 35%

adalah FAS paling optimum, dan meningkatnya kuat tekan silinder setelah

dilakukan pencampuran bahan stabilisasi menggunakan soil cement mixing skala

laboratorium. Pada kadar air LI = 1 dan kondisi tak-terendam kuat tekan yang

dihasilkan lebih tinggi dari pada LI = 1.25 dan kondisi terendam. Ini terbukti

bahwa penggunaan semen dengan variasi FAS dapat meningkatkan kekuatan

tanah pada tanah lempung plastisitas tinggi.

Kata Kunci: Stabilisasi tanah; Tanah lempung plastisitas tinggi; variasi

semen:tanah; variasi FAS; UCS; Soil Cement Mixing.


commit to user

ABSTRACT

Pramufidaningrum HS, 2016. Stabilization of Clay High Plasticity in Liquidity

Indeks 1 and 1.25 with Cement by Using Soil Cement Mixing Scale Laboratory.

Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Non Reguler. Fakultas Teknik. Universitas

Sebelas Maret. Surakarta.

Soil stabilization is an effort to improve the characteristics of the soil problems.

Clay high plasticity including the soil problems, because it has a low bearing

capacity. One method to increase the bearing capacity is soil stabilization with

cement.

This study uses a clay high plasticity from Sukoharjo with controling water

content in liquidity indeks (LI) 1 and 1.25. This soil stabilization focuses to know

increasing bearing capacity on varying cement content (15%, 20% and 25% of the

dry weight soil) and varying water-cement ratio (35%, 45%, 55% and 65% of the

dry weight of cement needed). Unconfined Compressive Strength (UCS) testing at

7 days in unsoaked and soaked condition. The test data used as input data analysis

to get the compressive strength.

The results of UCS testing were plotted compressive strength against proportion

of cement:soil, proportion of water-cement ratio, the state of unsoaked and

soaked, and comparison research before. The results show that the compressive

strength increased with the increase of cement content, water-cement ratio 35 %

are most steady, and growing strong press the cylinder after done the blending of

ingredients stabilization use soil cement mixing scale laboratory. At water levels

LI = 1 and unsoaked condition, the compressive strength is higher than at water

lavels LI = 1.25 and soaked condition. This shows that the use of cement with

variation water-cement ratio raises the compressive strength of high plasticity

clay.

Keyword: Cement content; Clay High plastisity; Soil stabilization; Unconfined

compressive strength; Water-cement ratio content, Soil Cement Mixing.


commit to user

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan

judul “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks Likuiditas 1

dan 1.25 dengan Semen Menggunakan Soil Cement Mixing Skala

Laboratorium”. Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun

2016.

Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,

dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Niken Silmi, ST, MT selaku

dosen pembimbing skripsi.

3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

4. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler maupun Non-reg.

5. Seluruh keluarga besar saya.

6. Semua pihak yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu

Penyusun mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya.

Akhirnya penyusun berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu

pengetahuan khususnya bidang teknik sipil.

Surakarta,

Penyusun


commit to user

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

MOTTO ........................................................................................... ............... iv

PERSEMBAHAN ........................................................................................... v

ABSTRAK ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii

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

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi

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

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah .................................................................................. 2

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis .................................................................................. 4

1.5.2. Manfaat Praktis ................................................................................... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5

2.2. Landasan Teori ..................................................................................... 8

2.2.1. Batas Atterberg (Konsistensi) .............................................................. 8

2.2.2. Karakteristik Lempung Plastisitas Tinggi ........................................... 10

2.2.3. Stabilisasi Tanah ................................................................................. 11

2.2.4. Stabilisasi Tanah dengan Semen ........................................... .............. 13

2.2.5. Metode Stabilisasi di Laboratorium ....................................... ............. 14


commit to user

2.2.6. Pengujian Kuat Tekan Silinder ............................................. .............. 15

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Persiapan Sampel Tanah ...................................................................... 16

3.1.1. Pengambilan tanah ............................................................................... 16

3.1.2. Pengkondisian tanah ............................................................................. 17

3.1.3. Pemeraman tanah ................................................................................. 20

3.2. Pembuatan Campuran Semen-Tanah ................................................... 20

3.3. Pencampuran Bahan Stabilisasi dengan Tanah .................................... 21

3.4. Pengujian Pokok ........................................................... ....................... 24

3.5. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 25

BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Pendahuluan Tanah Lempung Sukoharjo .......................... 26

4.1.1. Pengujian Hidrometer dan Analisis Saringan........................... ........... 26

4.1.2 Pengujian Batas Konsistensi Atterberg ......................... ...................... 26

4.1.3. Pengujian Indeks Propertis Tanah Lempung Sukoharjo............... ....... 26

4.2. Hasil Pengujian UCS Campuran Semen-Tanah .................................. 27

4.2.1 Pengaruh Faktor Air Semen Terhadap Kuat tekan................... ............ 27

4.2.2 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah Terhadap Kuat Tekan pada

Variasi FAS ................... ...................................................................... 30

4.2.3 Pengaruh Variasi Proporsi Semen:Tanah terhadap Kekakuan ............ 32

4.2.4 Perbandingan Keadaan Tak-Terendam (unsoaked) dan Terendam

(soaked) pada LI=1 dan LI=1.25................... ....................................... 34

4.2.5 Perbandingan Kuat Tekan dengan Penelitian Terdahulu......... ............ 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 38

5.2. Saran .................................................................................................. 38

DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... xviii

LAMPIRAN.................................................................................................... xviv


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Batas-batas konsistensi tanah menurut Atterberg .................... . 9

Gambar 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan USCS pada tannah berbutir

halus 50% atau lebih lolos saringan no. 200 (0.075 mm) ....... 11

Gambar 3.1 Peta lokasi pengambilan sample tanah lempung plastisitas

tinggi ........................................................................................ 16

Gambar 3.2. Kondisi tanah pada kadar air (a) LI = 1 dan (b) LI = 1.25 ........ 19

Gambar 3.3. Desain Mesin Soil Cement Mixing ........................................... 23

Gambar 3.4. Detail A Mesin Soil Cement Mixing ........................................ 23

Gambar 3.5. Mesin Soil Cement Mixing ....................................................... 24

Gambar 3.6. Diagram Alir Penelitian ........................................................... 25

Gambar 4.1. Pengaruh FAS terhadap kuat tekan LI=1.................................. 29

Gambar 4.2. Pengaruh FAS terhadap kuat tekan

LI=1.25.................................................... ................................. 29

Gambar 4.3. Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada

perawatan 7 hari kadar air LI = 1 keadaan tak-terendam dan

keadaan terendam ................... ............................................... 31

Gambar 4.4. Pengaruh variasi semen:tanah terhadap kuat tekan pada

perawatan 7 hari kadar air LI = 1.25 keadaan tak-terendam

dan keadaan terendam ................... ........................................ 32

Gambar 4.5. Penampakan fisik sampel hasil stabilisasi pada FAS 25%

masa perawatan 7 hari dengan variasi proporsi semen:tanah

(a) 5% (b) 10% dan (c) 15% ................... ................................. 33

Gambar 4.6. Hubungan antara tegangan dan regangan FAS 35% masa

perawatan 7 hari dengan variasi proporsi semen:tanah ........... 34

Gambar 4.7. Pengaruh keadaan tak-terendam (unsoaked) pada LI=1dan

1.25 .......................................................................................... 35

Gambar 4.8. Pengaruh keadaan terendam (soaked) pada LI=1dan 1.25 ...... 35

Gambar 4.9. Perbandingan Proporsi Semen:Tanah vs Kuat Tekan antara

Penelitian Sebelum dan Sekarang pada LI=1 ......................... 37


commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Pemilihan bahan tambah untuk stabilisasi tanah ..................... 12

Tabel 3.1. Proporsi stabilisasi semen-tanah .............................................. 19

Tabel 3.2. Berat campuran tanah lempung dengan bahan stabilisasi ........ 21

Tabel 4.1. Karakteristik tanah lempung Sukoharjo .................................. 27

Tabel 4.2. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan LI = 1 ............. 28

Tabel 4.3. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan LI = 1.25 ........ 28

Tabel 4.4. Pengaruh variasi proporsi campuran semen:tanah terhadap

kuat tekan pada Variasi FAS LI = 1 ......................................... 30

Tabel 4.5. Pengaruh variasi proporsi campuran semen:tanah terhadap

kuat tekan pada Variasi FAS LI = 1.25 .................................... 31

Tabel 4.6. Perbandingan keadaan tak-terendam dan terendam pada

LI = 1 dan LI = 1.25 .................................................................. 35

Tabel 4.7. Perbandingan kuat tekan dengan penelitian terdahulu ............. 36


commit to user

DAFTAR NOTASI

LL : Liquid Limit (%)

PL : Plastic Limit (%)

SL : Shrinkage Limit (%)

PI : Indeks Plastisitas (%)

LI : Liquidity Indeks

W : Kadar air (%)

Gs : Spesific Gravity

ɣb : Berat volume tanah basah (gr/cm3)

ɣd : Berat volume tanah kering (gr/cm3)

ɣs : Berat volume butiran (gr/cm3)

ɣsat : Berat volume tanah jenuh (gr/cm3)

ɣeff : Berat volume tanah efektif (gr/cm3)

ɣw : Berat jenis air (gr/cm3)

V : Volume (cm3)

e : Angka pori

n : Porositas

S : Derajat kejenuhan (%)

𝑞𝑢 : Kuat tekan (kN/m2)

𝑃 : Beban maksimum (kN)

𝐴 : Luas penampang rata-rata atau luas terkoreksi (m2)

𝐴𝑜 : Luas penampang benda uji semula (mm2)

ɛ : Regangan aksial (%)

∆H : Perubahan tinggi benda uji (mm)

Ho : Tinggi benda uji semula (mm)

P : Axial Load (kN)

a : Load Dial (kgf)

c : Kalibrasi arloji (0,2044)

Wb : Berat tanah basah

Wd : Berat tanah kering


commit to user

Ww : Berat air

Wc : Berat semen kering

Unsoaked : Benda uji dalam keadaan tak-terendam setelah diambil dari bak

pencampuran

Soaked : Benda uji dalam keadaan terendam selama 1 × 24 jam setelah

diambil dari bak pencampuran


commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A :

Lampiran A1 – Peta Lokasi Pengambilan Sampel

Lampiran A2 – Dokumentasi

LAMPIRAN B:

Lampiran B1 – Pengujian Kadar Air

Lampiran B2 –Pengujian Berat Jenis Tanah

Lampiran B3 – Pengujian Densitas Tanah

Lampiran B4 – Pengujian Batas Cair dan Batas Plastis

Lampiran B5 – Analisis Hidrometer dan Gradasi Butiran

LAMPIRAN C:

Lampiran C1 – Perhitungan Pengujian Kuat tekan silinder dan Grafik tegangan

regangan

Lampiran C2 – Rekap Kuat tekan Hasil Pengujian Kadar Air LI = 1

Lampiran C3 – Rekap Kuat tekan Hasil Pengujian Kadar Air LI = 1.25

Lampiran C4 – Pengaruh Variasi Semen:Tanah Terhadap Kuat tekan Kadar Air

LI = 1 dan LI = 1.25

Lampiran C5 – Pengaruh Keadaan Tak-Terendam dan Terendam pada LI = 1 dan

LI = 1.25

Lampiran C6 – Perbandingan Proporsi Semen-Tanah vs Kuat Tekan antara

Penelitian Sebelum dan Sekarang pada LI =1 dan LI = 1.25


commit to user

DAFTAR PUSTAKA

Al-hassani A.M.J., Kadhim S.M., Fattah A.A., 2015. “Characteristic of cohasive soils

stabilized by Cement Kiln Dust” International Journal of Scientific & Engineering

Research, volume 6, Issue 4, ISSN 2229-5518.

Bergado, D.T., Anderson, L.R., Miura, N., dan Balasubramaniam, A.S., 1996. “Soft

Ground Improvement in Lowlamd and Other Environments”. American Society of

Civil Engineeris (ASCE) Press, New York, U.S.A.

Departemen Pekerjaan Umum, 2008, Rancangan 3, Pedoman Konstruksi dan Banguna,

“Perencanaan Stabilisasi Tanah dengan bahan Serbuk Pengikat untuk Konstruksi

Jalan”.

Ghosh A., Samanta M., Sharma S., Jain S.K., Kumar D., 2011. “Estimation of

Unconfined Compressive Strength of Cement Treated Soft Indian Coastal Clay”

Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Paper No. S-323.

Hardiyatmo H.C., 2010, “Mekanika Tanah 1 edisi V”, Universitas Gajah Mada Press,

Yogyakarta.

Hardiyatmo H.C., 2010, “Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan”, Universitas Gajah

Mada Press, Yogyakarta.

Horpibulsuk S., Phojan W., Suddeepong A., Chinkulkijniwat A., Liu M.D., 2011.

“Strength Development in Blended Cement Admixed Saline Clay” Applied Clay

Science Elsevier 2011.

Ismail, M.A., Joer, H.A, Sim, W.H., Randolph, M.F. 2010. “Effect of Cement Type on

Shear Behavior of Cemented Calcareous Soil” Journal of Geotechnical and

Geoenvironmental Enggineering, 128(6), 520-529.

Makusa, G.P., 2012. “Soil Stabilization Methods and Materials in Engineering Practice”

Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Lulea

University of Technology, Lulea, Sweden.

Nagaraj, T.S., Miura, N., 2001. “Soft Clay Behavior – Analysis and Asessment. A.A.”

Balkema, Rotterdam, The Netherlands.

Yunashirson N.F., 2015. “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks

Likuiditas 1 dan 1.25 Menggunakan Semen dengan Variasi Faktor Air

Semen. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.


commit to user

Rashid A.S.A., Kalatehjari R., Noor N.M., Yaacob H., Moayedi H., Sing L.K., 2014.

“Relationship between liquidity indekx and stabilized strength of local subgrade

materials in a tropical area” Journal Elsevier, Measurement 55(2014) 231-237

Sasanian S., Newson T.A., 2011. “Basic Parameters Governing the behaviour of Cement-

treated Clays,” The Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations 54

(2014) ; 209-224.

Sherwood, P., 1993. “Soil Stabilization with Cement and Lime” State of the Art Review,

Transport Research Laboratory, HMSO, London.

Wijaya, W.S., 2010, “Perilaku Tanah Ekspansif yang Dicampur dengan Pasir untug

Subgrade”, Magister Teknik Konsentrasi Transportasi Universitas Dipenegoro,

Semarang.

.

stabilisasi tanah lempung plastisitas tinggi · pdf filepenulisan laporan penelitian ini dapat...

Documents