PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN STABILISASI TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG Pemanfaatan Bubuk Arang Kayu Sebagai Bahan Stabilisasi Terhadap Kuat Dukung Tanah Lempung Sukodono Dengan Variasi Perawatan.
PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN
STABILISASI TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG
SUKODONO DENGAN VARIASI PERAWATAN
(Studi Kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S – 1 Teknik Sipil
disusun oleh:
Meiriza Sengeoris
D 100 120 144
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
MOTTO
“Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya, hidup di tepi jalan
dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah”
(Abu Bakar Sibli)
“Barang siapa menuntut ilmu, maka Allah akan memudahkan
baginya jalan menuju surga……”
(H.R Muslim)
Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang
harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka
menyukainya atau tidak.
(Aldus Huxley)
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orangorang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan
keberhasilan saat mereka menyerah”
(Thomas Alva Edison)
“Janganlah takut pada kegagalan, karena kegagalanlah yang
mengajarkan kita untuk meraih kesuksesan dalam segala hal”
(Penulis)
iv
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah,
teriring
kehadirat
Allah
SWT
yang
telah
meridhoi, kupersembahkan karya kecil ini teruntuk:
Ayah dan Ibu tersayang atas segala do’a, segala cinta,
perjuangan
dan
pengorbanan
yang
telah
diberikan,
sehingga ananda sampai di titik ini, ananda ucapkan
banyak terimakasih.
Keluarga besarku terima kasih atas semua bantuan dan
dukungan moril serta materil.
Sahabat seperujuangan Mukti, Davit, Eni, Endah, Niat,
dan teman-teman yang tidak bisa saya sebutkan satu
persatu, terimakasih atas semua dukungannya. Tak kan ku
lupakan masa-masa bersama kalian.
v
PRAKATA
Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis selalu panjatkan kepada
Allah SWT, yang telah melimpahkan segala berkah, nikmat, taufik, rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul
“PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN STABILISASI
TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG SUKODONO DENGAN
VARIASI PERAWATAN (Studi kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)”.
Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan kerjasama dari
berbagai pihak, maka pada kesempatan ini pula dengan penuh kerendahan hati,
ketulusan dan rasa hutang budi, penyusun ucapkan banyak terimakasih yang tidak
terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Tidak lupa penyusun ucapkan banyak terimakasih dan penghargaan
yang sebesar – besarnya kepada:
1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-Nya, serta untuk
segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk. Dan untuk anugerah terindah-Nya.
2. Bapak Sri Sunarjono, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak Dr.
Mochamad Sholikin, selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
beserta
staffnya,
yang
telah
memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi.
3. Ibu Qunik Wiqoyah, S.T. M.T., dan Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Dosen
pembimbing yang sedemikian tulus dan ikhlas telah memberikan bimbingan,
saran – saran yang bermanfaat dan arahan serta petunjuk kepada penyusun
dengan penuh kesabaran dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Juga kepada
Bapak Agus Susanto, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang banyak
menyumbangkan kritik dan saran yang sangat membangun.
4. Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., Msc., selaku Dosen Pembimbing
Akademik, yang telah membantu dan memberikan pengarahan – pengarahan
vi
yang berharga selama masa studi di Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
5. Bapak / Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang bermanfaat
kepada penyusun.
6. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan
hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak
memberikan bantuan dan dukungan kepada aku. Dan semua orang yang
pernah datang dan pergi dalam hidupku. Terimakasih banyak.
Akhirnya penyusun menyadari bahwa hasil dari penulisan Tugas Akhir ini
masih jauh dari sempurna. Namun dengan terselesainya Tugas Akhir ini semoga
bermanfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi pembaca.
Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 9 November 2016
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..............................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI......................................... iii
HALAMAN MOTTO ............................................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................
v
PRAKATA .............................................................................................................. vi
DAFTAR ISI........................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xii
DAFTAR GRAFIK ................................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN.............................................................. xv
ABSTRAKSI........................................................................................................... xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah.............................................................................
2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian.........................................................
2
D. Batasan Masalah ...............................................................................
3
E. Keaslian Penelitian............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah Lempung................................................................................
5
B. Stabilisasi Tanah...............................................................................
6
C. Bubuk Arang Kayu...........................................................................
6
D. Tinjauan Penelitian Sejenis ..............................................................
7
viii
BAB III LANDASAN TEORI
A. Sifat-sifat Fisis Tanah.......................................................................
9
1. Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) ...........................................
9
2. Kadar Air ..................................................................................... 10
3. Batas-batas Atterberg................................................................... 10
a) Batas Cair (Liquid Limit) ...................................................... 11
b) Batas Plastis (Plastic Limit).................................................. 11
c) Batas Susut (Shrinkage Limit) .............................................. 11
d) Indeks Plastisitas (Plasticity Indeks) .................................... 12
4. Analisa Ukuran Butiran ............................................................... 13
a) Analisa Hydrometer .............................................................. 13
b) Analisa Saringan ................................................................... 14
5. Klasifikasi Tanah ......................................................................... 14
a) USCS .................................................................................... 15
b) AASHTO .............................................................................. 17
B. Sifat Mekanis Tanah......................................................................... 19
1. Pemadatan (Standard Proctor ) .................................................... 20
2. Uji CBR (California Bearing Ratio) ........................................... 22
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Tinjauan Umum................................................................................ 24
B. Bahan Penelitian ............................................................................... 24
C. Peralatan Penelitian .......................................................................... 24
1.
Uji Sifat-sifat Fisis Tanah ......................................................... 24
a) Uji Kadar Air...................................................................... 24
b) Uji Specific Grafity............................................................. 25
c) Uji Batas-batas Atterberg ................................................... 25
d) Analisa Ukuran Butiran...................................................... 29
2.
Uji Sifat Mekanis Tanah............................................................ 30
ix
a) Uji Pemadatan (Standard Proctor ) .................................... 30
b) Uji CBR (California Bearing Ratio) .................................. 32
D. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33
E. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36
BAB V
1.
Pengujian Kadar Air .................................................................. 36
2.
Pengujian Berat Jenis ................................................................ 36
3.
Pengujian Batas-batas Atterberg ............................................... 37
4.
Pemeriksaan Pembagian Ukuran Butiran Tanah....................... 38
5.
Pengujian Pemadatan (Standard Proctor )................................. 39
6.
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) .............................. 40
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Pendahuluan ............................................................................... 41
B. Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan Tanah Campuran.............................. 42
1.
Berat Jenis (Specific Gravity) Bubuk Arang Kayu ................... 42
2.
Uji Tanah Asli ........................................................................... 42
3.
Uji Tanah Campuran Bubuk Arang Kayu ................................. 43
C. Uji Mekanis ...................................................................................... 54
1.
Uji Pemadatan (Standard Proctor ) ........................................... 54
2.
Uji CBR (California Bearing Ratio) ......................................... 58
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan....................................................................................... 60
B. Saran ................................................................................................. 61
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 62
LAMPIRAN............................................................................................................ 64
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1.
Batas-batas Atterberg ..................................................................... 11
Gambar III.2.
Skema pengujian CBR (California Bearing Ratio) ....................... 23
Gambar IV.1. Alat Uji Kadar Air.......................................................................... 24
Gambar IV.2. Alat Uji Specific Gravity................................................................ 25
Gambar IV.3. Alat Uji Batas Cair (Liquid Limit) ................................................. 26
Gambar IV.4. Alat Uji Batas Plastis (Plastic Limit) ............................................. 27
Gambar IV.5. Alat Uji Batas Susut (Shrinkage Limit).......................................... 28
Gambar IV.6. Alat Uji Hydrometer ....................................................................... 29
Gambar IV.7. Alat Uji Analisa Saringan .............................................................. 30
Gambar IV.8. Alat Uji Pemadatan (Standard Proctor ) ........................................ 31
Gambar IV.9. Alat Uji CBR.................................................................................. 32
Gambar IV.10. Bagan Alir Tahapan Penelitian....................................................... 35
xi
DAFTAR TABEL
Tabel III.1.
Specific Grafity (Gs) Pada Macam-macam Tanah ...........................
Tabel III.2.
Nilai Indeks Plastisitas Dan Macam Tanah...................................... 13
Tabel III.3.
Ukuran-ukuran Ayakan Standar Amerika Serikat............................ 14
Tabel III.4.
Sistem Klasifikasi USCS.................................................................. 16
Tabel III.5.
Sistem Klasifikasi USCS Menggunakan LLR ................................. 17
Tabel III.6.
Sistem Klasifikasi AASHTO............................................................ 19
Tabel III.7.
Ukuran Alat Pemadatan Standard Proctor ....................................... 20
Tabel III.8.
Ukuran Alat Uji Standard Proctor Metode A.................................. 21
Tabel V.1.
Hasil Uji Unsur Kimia Tanah........................................................... 41
Tabel V.2.
Hasil Uji Unsur Kimia Bubuk Arang Kayu...................................... 41
Tabel V.3.
Berat Jenis Arang.............................................................................. 42
Tabel V.4.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli........................................................ 43
Tabel V.5.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Campuran.............................................. 44
Tabel V.6.
Hasil Uji Gradasi Tanah Asli dan Tanah Campuran ........................ 50
Tabel V.7.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan Tanah Campuran .................... 53
Tabel V.8.
Hasil Uji Pemadatan Tanah Asli dan Tanah Campuran ................... 55
Tabel V.9.
Hasil Uji CBR Unsoaked Tanah Asli dan Tanah Campuran ........... 58
xii
9
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan Kadar Air Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 45
Grafik V.2. Hubungan Berat Jenis Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 46
Grafik V.3. Hubungan Batas Cair Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 47
Grafik V.4. Hubungan Batas Plastis Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 48
Grafik V.5. Hubungan Batas Susut Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 49
Grafik V.6. Hubungan Indeks Plastisitas Dengan Persentase Campuran dan
Lama Perawatan.................................................................................. 50
Grafik V.7. Hubungan Antara Persen Lolos Dengan Diameter Saringan.............. 52
Grafik V.8. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Tanah
Asli dan Campuran Dengan Lama Perawatan .................................... 55
Grafik V.9. Hubungan Antara Kadar Air Optimum Dengan Persentase
Campuran dan Lama Perawatan ......................................................... 56
Grafik V.10. Hubungan Antara Berat Volume Kering Maksimum Dengan
Persentase Campuran dan Lama Perawatan ....................................... 57
Grafik V.11. Hubungan Antara Nilai CBR Dengan Persentase Campuran dan
Lama Perawatan.................................................................................. 58
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Pengujian Kadar Air
Lampiran B
Pengujian Berat Jenis
Lampiran C
Pengujian Batas-batas Atterberg
Lampiran D
Pengujian Analisa Saringan
Lampiran E
Pengujian Hydrometer
Lampiran F
Pengujian Standard Proctor
Lampiran G
Pengujian CBR (California Bearing Ratio)
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
AASHTO
= American Association of State Highway and Transportation
Official
ASTM
= American Society for Testing and Materials
CH
= Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi
F
= Persentase butiran lolos No.200
GI
= Group Index (indeks kelompok)
Gs
= Spesific Grafity (Berat jenis)
IP
= Indeks Plastisitas (%)
LL
= Liquid Limit (batas cair) (%)
MH
= Lanau anorganic dengan plastisitas tinggi
OH
= Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi
opt
= Optimum
PL
= Plastic Limit (batas plastis) (%)
SL
= Shringkage Limit (batas susut) (%)
USCS
= Unified Soil Clasification System
1
2
= Volume tanah basah dalam cawan (cm3)
= Volume tanah kering oven (cm3)
V
= Volume cetakan (cm3)
w
= Kadar air (%)
W
= Berat tanah basah di dalam cetakan (gram)
Ws
= Berat kering tanah (gram)
Ww
= Berat air dalam tanah (gram)
γb
= Berat isi basah (gr/cm3)
γd
= Berat isi kering (gr/cm3)
s
w
= Berat volume butiran tanah (gr/cm3)
= Berat volume air (gr/cm3)
xv
ABSTRAKSI
PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN STABILISASI
TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG SUKODONO DENGAN
VARIASI PERAWATAN
(Studi Kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)
Tanah Sukodono merupakan tanah lempung yang mempunyai nilai LL
85,73%, PL 24,69%, dan PI 61,04% (Prasetyo, 2016). Masalah utama pada tanah
Sukodono Kabupaten Sragen ini adalah disaat musim kemarau kondisi tanah menjadi
sangat keras dan pada musim hujan menjadi sangat becek serta jalan yang mudah
rusak dan terjadinya keretakan pada bangunan diatasnya. Menurut Karaseran (2015)
dengan menggunakan arang tempurung dapat memperbaiki sirkulasi air dan udara
dalam tanah, sebagai media yang dapat mengikat unsur karbon, dan dapat
mengurangi kembang susut pada tanah karena mereduksi nilai indeks plastisitas
tanah. Berdasarkan penelitian di atas maka arang kayu digunakan menjadi bahan
stabilisasi pada penelitian ini dengan variasi campuran 5% dan 7,5% serta perawatan
0, 3, dan 7 hari untuk mengetahui besarnya pengaruh yang terjadi pada tanah terhadap
nilai sifat fisis dan mekanis tanah. Uji sifat fisis tanah campuran nilai kadar air dan
batas plastis mengalami peningkatan sedangkan nilai berat jenis, batas cair, batas
susut, indeks plastisitas, dan lolos saringan No. 200 mengalami penurunan.
Berdasarkan metode AASHTO tanah asli termasuk kelompok A-7-5 dan tanah
campuran termasuk dalam kelompok A-7-6 sedangkan berdasarkan USCS tanah asli
dan campuran termasuk kelompok CH yaitu lempung anorganik dengan plastisitas
tinggi. Hasil uji kepadatan tanah (Standard Proctor ) dengan bertambahnya persentase
campuran dan lamanya perawatan nilai berat volume kering maksimum mengalami
penurunan sedangkan nilai kadar air optimum mengalami kenaikan. Nilai berat
volume kering maksimum terkecil dan kadar air optimum terbesar terdapat pada
tanah persentase campuran 7,5% dengan lama perawatan 7 hari sebesar 1,213 gr/cm3
dan 33,10%. Sedangkan nilai berat volume kering maksimum terbesar terdapat pada
tanah asli sebesar 1,265 gr/cm3. Hasil uji CBR menunjukkan kenaikan seiring
bertambahnya persentase campuran dan lama perawatan. Nilai CBR terbesar terdapat
pada tanah campuran 7,5% dengan lama perawatan 7 hari sebesar 27% sedangkan
nilai CBR terkecil sebesar 12% pada tanah campuran 5% dengan lama perawatan 0
hari.
Kata kunci: bubuk arang kayu, kuat dukung, sifat fisis, stabilisasi, tanah lempung
xvi
ABSTRACT
USE OF WOOD CHARCOAL POWRDER AS STABILIZATION MATERIAL
TO SUPPORT STRENGTH OF CLAY OF SUKODONO WITH VATIATION
TREATMENT
(A Case Study on Sukodono Clay, Sragen)
Soil of Sukodono is clay has value of LL 85,73%, PL 24,69%, and PI 61,04%
(Prasetyo, 2016). The main problem of soil in Sukodono district is when dry season
is very hard and in rainy season is very tarnish which is easy to damage condition
and easy to crack with building on it. According to Karaseran (2015) with using shell
charcoal can improve circulation water and air in soil, as media which increased
carbon, and can decrease the shrinkage and swelling on soil because it reduces
induction of plasticity of soil. Based on the research above, wood charcoal is used for
stabilization material in this research with mixture of 5% and 7,5% with treatment 0,
3, and 7, where the day to know effect of soil with physical characteristic and
mechanical soil. Test of physical mixture soil with content and plastic limit increased
whereas density, liquidity limit, shrinkage limit, plasticity index, and passing sieve of
No. 200 decreasing. Based on AASHTO method, the original soil includes group of
A-7-5 and soil mixture includes group of A-7-6 whereas based on USCS the original
soil and soil mixture including CH, it is organic clay with high plasticity. Standard
Proctor with adding percentage of mixture and the length of treatment value of
weight in maximum dry condition decreasing whereas the optimum water content
increasing. Volume weight value the smallest maximum dry and the biggest
optimum water content of soil percentage with 7,5% with treatment 7 days as big
1,213 gr/cm3 and 33,10%. Whereas volume weight value of the biggest on the
original soil with 1,265 gr/cm3. CBR result test showed increasing with adding
mixture percentage and the long treatment. The biggest value of CBR on soil mixture
of 7,5% with treatment of 7 days of 27% whereas the smallest CBR of 12% on soil
mixture of 5% with treatment 0 day.
Keywords: wood charcoal powder, support strength, physical characteristic,
stabilization, clay
xvii
STABILISASI TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG
SUKODONO DENGAN VARIASI PERAWATAN
(Studi Kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S – 1 Teknik Sipil
disusun oleh:
Meiriza Sengeoris
D 100 120 144
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
MOTTO
“Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya, hidup di tepi jalan
dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah”
(Abu Bakar Sibli)
“Barang siapa menuntut ilmu, maka Allah akan memudahkan
baginya jalan menuju surga……”
(H.R Muslim)
Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang
harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka
menyukainya atau tidak.
(Aldus Huxley)
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orangorang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan
keberhasilan saat mereka menyerah”
(Thomas Alva Edison)
“Janganlah takut pada kegagalan, karena kegagalanlah yang
mengajarkan kita untuk meraih kesuksesan dalam segala hal”
(Penulis)
iv
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah,
teriring
kehadirat
Allah
SWT
yang
telah
meridhoi, kupersembahkan karya kecil ini teruntuk:
Ayah dan Ibu tersayang atas segala do’a, segala cinta,
perjuangan
dan
pengorbanan
yang
telah
diberikan,
sehingga ananda sampai di titik ini, ananda ucapkan
banyak terimakasih.
Keluarga besarku terima kasih atas semua bantuan dan
dukungan moril serta materil.
Sahabat seperujuangan Mukti, Davit, Eni, Endah, Niat,
dan teman-teman yang tidak bisa saya sebutkan satu
persatu, terimakasih atas semua dukungannya. Tak kan ku
lupakan masa-masa bersama kalian.
v
PRAKATA
Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis selalu panjatkan kepada
Allah SWT, yang telah melimpahkan segala berkah, nikmat, taufik, rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul
“PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN STABILISASI
TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG SUKODONO DENGAN
VARIASI PERAWATAN (Studi kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)”.
Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan kerjasama dari
berbagai pihak, maka pada kesempatan ini pula dengan penuh kerendahan hati,
ketulusan dan rasa hutang budi, penyusun ucapkan banyak terimakasih yang tidak
terhingga kepada semua pihak yang memberikan semangat untuk menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Tidak lupa penyusun ucapkan banyak terimakasih dan penghargaan
yang sebesar – besarnya kepada:
1. Allah SWT yang senantiasa melimpahkan taufik dan hidayah-Nya, serta untuk
segala kekuatan, kemudahan dan petunjuk. Dan untuk anugerah terindah-Nya.
2. Bapak Sri Sunarjono, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik dan Bapak Dr.
Mochamad Sholikin, selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
beserta
staffnya,
yang
telah
memberikan fasilitas kepada penyusun untuk dapat mengikuti studi.
3. Ibu Qunik Wiqoyah, S.T. M.T., dan Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Dosen
pembimbing yang sedemikian tulus dan ikhlas telah memberikan bimbingan,
saran – saran yang bermanfaat dan arahan serta petunjuk kepada penyusun
dengan penuh kesabaran dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Juga kepada
Bapak Agus Susanto, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang banyak
menyumbangkan kritik dan saran yang sangat membangun.
4. Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., Msc., selaku Dosen Pembimbing
Akademik, yang telah membantu dan memberikan pengarahan – pengarahan
vi
yang berharga selama masa studi di Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
5. Bapak / Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang bermanfaat
kepada penyusun.
6. Semua karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah melayani dan membantu penyusun selama studi dan
hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak
memberikan bantuan dan dukungan kepada aku. Dan semua orang yang
pernah datang dan pergi dalam hidupku. Terimakasih banyak.
Akhirnya penyusun menyadari bahwa hasil dari penulisan Tugas Akhir ini
masih jauh dari sempurna. Namun dengan terselesainya Tugas Akhir ini semoga
bermanfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi pembaca.
Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 9 November 2016
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..............................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI......................................... iii
HALAMAN MOTTO ............................................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................
v
PRAKATA .............................................................................................................. vi
DAFTAR ISI........................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xii
DAFTAR GRAFIK ................................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN.............................................................. xv
ABSTRAKSI........................................................................................................... xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah.............................................................................
2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian.........................................................
2
D. Batasan Masalah ...............................................................................
3
E. Keaslian Penelitian............................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah Lempung................................................................................
5
B. Stabilisasi Tanah...............................................................................
6
C. Bubuk Arang Kayu...........................................................................
6
D. Tinjauan Penelitian Sejenis ..............................................................
7
viii
BAB III LANDASAN TEORI
A. Sifat-sifat Fisis Tanah.......................................................................
9
1. Berat Jenis Tanah (Specific Gravity) ...........................................
9
2. Kadar Air ..................................................................................... 10
3. Batas-batas Atterberg................................................................... 10
a) Batas Cair (Liquid Limit) ...................................................... 11
b) Batas Plastis (Plastic Limit).................................................. 11
c) Batas Susut (Shrinkage Limit) .............................................. 11
d) Indeks Plastisitas (Plasticity Indeks) .................................... 12
4. Analisa Ukuran Butiran ............................................................... 13
a) Analisa Hydrometer .............................................................. 13
b) Analisa Saringan ................................................................... 14
5. Klasifikasi Tanah ......................................................................... 14
a) USCS .................................................................................... 15
b) AASHTO .............................................................................. 17
B. Sifat Mekanis Tanah......................................................................... 19
1. Pemadatan (Standard Proctor ) .................................................... 20
2. Uji CBR (California Bearing Ratio) ........................................... 22
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Tinjauan Umum................................................................................ 24
B. Bahan Penelitian ............................................................................... 24
C. Peralatan Penelitian .......................................................................... 24
1.
Uji Sifat-sifat Fisis Tanah ......................................................... 24
a) Uji Kadar Air...................................................................... 24
b) Uji Specific Grafity............................................................. 25
c) Uji Batas-batas Atterberg ................................................... 25
d) Analisa Ukuran Butiran...................................................... 29
2.
Uji Sifat Mekanis Tanah............................................................ 30
ix
a) Uji Pemadatan (Standard Proctor ) .................................... 30
b) Uji CBR (California Bearing Ratio) .................................. 32
D. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33
E. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36
BAB V
1.
Pengujian Kadar Air .................................................................. 36
2.
Pengujian Berat Jenis ................................................................ 36
3.
Pengujian Batas-batas Atterberg ............................................... 37
4.
Pemeriksaan Pembagian Ukuran Butiran Tanah....................... 38
5.
Pengujian Pemadatan (Standard Proctor )................................. 39
6.
Pengujian CBR (California Bearing Ratio) .............................. 40
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Pendahuluan ............................................................................... 41
B. Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan Tanah Campuran.............................. 42
1.
Berat Jenis (Specific Gravity) Bubuk Arang Kayu ................... 42
2.
Uji Tanah Asli ........................................................................... 42
3.
Uji Tanah Campuran Bubuk Arang Kayu ................................. 43
C. Uji Mekanis ...................................................................................... 54
1.
Uji Pemadatan (Standard Proctor ) ........................................... 54
2.
Uji CBR (California Bearing Ratio) ......................................... 58
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan....................................................................................... 60
B. Saran ................................................................................................. 61
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 62
LAMPIRAN............................................................................................................ 64
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1.
Batas-batas Atterberg ..................................................................... 11
Gambar III.2.
Skema pengujian CBR (California Bearing Ratio) ....................... 23
Gambar IV.1. Alat Uji Kadar Air.......................................................................... 24
Gambar IV.2. Alat Uji Specific Gravity................................................................ 25
Gambar IV.3. Alat Uji Batas Cair (Liquid Limit) ................................................. 26
Gambar IV.4. Alat Uji Batas Plastis (Plastic Limit) ............................................. 27
Gambar IV.5. Alat Uji Batas Susut (Shrinkage Limit).......................................... 28
Gambar IV.6. Alat Uji Hydrometer ....................................................................... 29
Gambar IV.7. Alat Uji Analisa Saringan .............................................................. 30
Gambar IV.8. Alat Uji Pemadatan (Standard Proctor ) ........................................ 31
Gambar IV.9. Alat Uji CBR.................................................................................. 32
Gambar IV.10. Bagan Alir Tahapan Penelitian....................................................... 35
xi
DAFTAR TABEL
Tabel III.1.
Specific Grafity (Gs) Pada Macam-macam Tanah ...........................
Tabel III.2.
Nilai Indeks Plastisitas Dan Macam Tanah...................................... 13
Tabel III.3.
Ukuran-ukuran Ayakan Standar Amerika Serikat............................ 14
Tabel III.4.
Sistem Klasifikasi USCS.................................................................. 16
Tabel III.5.
Sistem Klasifikasi USCS Menggunakan LLR ................................. 17
Tabel III.6.
Sistem Klasifikasi AASHTO............................................................ 19
Tabel III.7.
Ukuran Alat Pemadatan Standard Proctor ....................................... 20
Tabel III.8.
Ukuran Alat Uji Standard Proctor Metode A.................................. 21
Tabel V.1.
Hasil Uji Unsur Kimia Tanah........................................................... 41
Tabel V.2.
Hasil Uji Unsur Kimia Bubuk Arang Kayu...................................... 41
Tabel V.3.
Berat Jenis Arang.............................................................................. 42
Tabel V.4.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli........................................................ 43
Tabel V.5.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Campuran.............................................. 44
Tabel V.6.
Hasil Uji Gradasi Tanah Asli dan Tanah Campuran ........................ 50
Tabel V.7.
Hasil Uji Sifat Fisis Tanah Asli dan Tanah Campuran .................... 53
Tabel V.8.
Hasil Uji Pemadatan Tanah Asli dan Tanah Campuran ................... 55
Tabel V.9.
Hasil Uji CBR Unsoaked Tanah Asli dan Tanah Campuran ........... 58
xii
9
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan Kadar Air Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 45
Grafik V.2. Hubungan Berat Jenis Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 46
Grafik V.3. Hubungan Batas Cair Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 47
Grafik V.4. Hubungan Batas Plastis Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 48
Grafik V.5. Hubungan Batas Susut Dengan Persentase Campuran dan Lama
Perawatan............................................................................................ 49
Grafik V.6. Hubungan Indeks Plastisitas Dengan Persentase Campuran dan
Lama Perawatan.................................................................................. 50
Grafik V.7. Hubungan Antara Persen Lolos Dengan Diameter Saringan.............. 52
Grafik V.8. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Tanah
Asli dan Campuran Dengan Lama Perawatan .................................... 55
Grafik V.9. Hubungan Antara Kadar Air Optimum Dengan Persentase
Campuran dan Lama Perawatan ......................................................... 56
Grafik V.10. Hubungan Antara Berat Volume Kering Maksimum Dengan
Persentase Campuran dan Lama Perawatan ....................................... 57
Grafik V.11. Hubungan Antara Nilai CBR Dengan Persentase Campuran dan
Lama Perawatan.................................................................................. 58
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Pengujian Kadar Air
Lampiran B
Pengujian Berat Jenis
Lampiran C
Pengujian Batas-batas Atterberg
Lampiran D
Pengujian Analisa Saringan
Lampiran E
Pengujian Hydrometer
Lampiran F
Pengujian Standard Proctor
Lampiran G
Pengujian CBR (California Bearing Ratio)
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
AASHTO
= American Association of State Highway and Transportation
Official
ASTM
= American Society for Testing and Materials
CH
= Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi
F
= Persentase butiran lolos No.200
GI
= Group Index (indeks kelompok)
Gs
= Spesific Grafity (Berat jenis)
IP
= Indeks Plastisitas (%)
LL
= Liquid Limit (batas cair) (%)
MH
= Lanau anorganic dengan plastisitas tinggi
OH
= Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi
opt
= Optimum
PL
= Plastic Limit (batas plastis) (%)
SL
= Shringkage Limit (batas susut) (%)
USCS
= Unified Soil Clasification System
1
2
= Volume tanah basah dalam cawan (cm3)
= Volume tanah kering oven (cm3)
V
= Volume cetakan (cm3)
w
= Kadar air (%)
W
= Berat tanah basah di dalam cetakan (gram)
Ws
= Berat kering tanah (gram)
Ww
= Berat air dalam tanah (gram)
γb
= Berat isi basah (gr/cm3)
γd
= Berat isi kering (gr/cm3)
s
w
= Berat volume butiran tanah (gr/cm3)
= Berat volume air (gr/cm3)
xv
ABSTRAKSI
PEMANFAATAN BUBUK ARANG KAYU SEBAGAI BAHAN STABILISASI
TERHADAP KUAT DUKUNG TANAH LEMPUNG SUKODONO DENGAN
VARIASI PERAWATAN
(Studi Kasus Tanah Lempung Sukodono, Sragen)
Tanah Sukodono merupakan tanah lempung yang mempunyai nilai LL
85,73%, PL 24,69%, dan PI 61,04% (Prasetyo, 2016). Masalah utama pada tanah
Sukodono Kabupaten Sragen ini adalah disaat musim kemarau kondisi tanah menjadi
sangat keras dan pada musim hujan menjadi sangat becek serta jalan yang mudah
rusak dan terjadinya keretakan pada bangunan diatasnya. Menurut Karaseran (2015)
dengan menggunakan arang tempurung dapat memperbaiki sirkulasi air dan udara
dalam tanah, sebagai media yang dapat mengikat unsur karbon, dan dapat
mengurangi kembang susut pada tanah karena mereduksi nilai indeks plastisitas
tanah. Berdasarkan penelitian di atas maka arang kayu digunakan menjadi bahan
stabilisasi pada penelitian ini dengan variasi campuran 5% dan 7,5% serta perawatan
0, 3, dan 7 hari untuk mengetahui besarnya pengaruh yang terjadi pada tanah terhadap
nilai sifat fisis dan mekanis tanah. Uji sifat fisis tanah campuran nilai kadar air dan
batas plastis mengalami peningkatan sedangkan nilai berat jenis, batas cair, batas
susut, indeks plastisitas, dan lolos saringan No. 200 mengalami penurunan.
Berdasarkan metode AASHTO tanah asli termasuk kelompok A-7-5 dan tanah
campuran termasuk dalam kelompok A-7-6 sedangkan berdasarkan USCS tanah asli
dan campuran termasuk kelompok CH yaitu lempung anorganik dengan plastisitas
tinggi. Hasil uji kepadatan tanah (Standard Proctor ) dengan bertambahnya persentase
campuran dan lamanya perawatan nilai berat volume kering maksimum mengalami
penurunan sedangkan nilai kadar air optimum mengalami kenaikan. Nilai berat
volume kering maksimum terkecil dan kadar air optimum terbesar terdapat pada
tanah persentase campuran 7,5% dengan lama perawatan 7 hari sebesar 1,213 gr/cm3
dan 33,10%. Sedangkan nilai berat volume kering maksimum terbesar terdapat pada
tanah asli sebesar 1,265 gr/cm3. Hasil uji CBR menunjukkan kenaikan seiring
bertambahnya persentase campuran dan lama perawatan. Nilai CBR terbesar terdapat
pada tanah campuran 7,5% dengan lama perawatan 7 hari sebesar 27% sedangkan
nilai CBR terkecil sebesar 12% pada tanah campuran 5% dengan lama perawatan 0
hari.
Kata kunci: bubuk arang kayu, kuat dukung, sifat fisis, stabilisasi, tanah lempung
xvi
ABSTRACT
USE OF WOOD CHARCOAL POWRDER AS STABILIZATION MATERIAL
TO SUPPORT STRENGTH OF CLAY OF SUKODONO WITH VATIATION
TREATMENT
(A Case Study on Sukodono Clay, Sragen)
Soil of Sukodono is clay has value of LL 85,73%, PL 24,69%, and PI 61,04%
(Prasetyo, 2016). The main problem of soil in Sukodono district is when dry season
is very hard and in rainy season is very tarnish which is easy to damage condition
and easy to crack with building on it. According to Karaseran (2015) with using shell
charcoal can improve circulation water and air in soil, as media which increased
carbon, and can decrease the shrinkage and swelling on soil because it reduces
induction of plasticity of soil. Based on the research above, wood charcoal is used for
stabilization material in this research with mixture of 5% and 7,5% with treatment 0,
3, and 7, where the day to know effect of soil with physical characteristic and
mechanical soil. Test of physical mixture soil with content and plastic limit increased
whereas density, liquidity limit, shrinkage limit, plasticity index, and passing sieve of
No. 200 decreasing. Based on AASHTO method, the original soil includes group of
A-7-5 and soil mixture includes group of A-7-6 whereas based on USCS the original
soil and soil mixture including CH, it is organic clay with high plasticity. Standard
Proctor with adding percentage of mixture and the length of treatment value of
weight in maximum dry condition decreasing whereas the optimum water content
increasing. Volume weight value the smallest maximum dry and the biggest
optimum water content of soil percentage with 7,5% with treatment 7 days as big
1,213 gr/cm3 and 33,10%. Whereas volume weight value of the biggest on the
original soil with 1,265 gr/cm3. CBR result test showed increasing with adding
mixture percentage and the long treatment. The biggest value of CBR on soil mixture
of 7,5% with treatment of 7 days of 27% whereas the smallest CBR of 12% on soil
mixture of 5% with treatment 0 day.
Keywords: wood charcoal powder, support strength, physical characteristic,
stabilization, clay
xvii