Studi Pengaruh Mikrobakteri Terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser Tanah Lempung dengan Variasi Waktu Pemeraman abstrak
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
THOMAS EDI SETIANTO
I 1113086
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit
to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh:
THOMAS EDI SETIANTO
I 1113086
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD
Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
commit to user
NIP. 19680702 199502 1 001
NIP. 19690717 199702 1 001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
Disusun oleh:
THOMAS EDI SETIANTO
NIM I 0111086
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada hari
:
Rabu
Tanggal
3:Agustus 2016
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD
NIP. 19680702 199502 1 001
...................................
Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
NIP. 19690717 199702 1 001
....................................
Ir. Noegroho Djarwanti, MT
NIP. 19561112 198403 2 007
....................................
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT
NIP. 19690903 199702 2 001
....................................
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTO
“Jika salah maka perbaikilah, jika gagal cobalah lagi, tapi
jika kamu menyerah selesailah sudah”
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Laporan ini dipersembahkan untuk :
Bapak, Ibu serta adik – adik yang saya sayangi
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the
Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,
Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Nilai permeabilitas dan kuat geser memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan
stabilitas tanah. Jika di Indonesia pada umumnya bahan yang digunakan untuk
material peningkatan stabilitas tanah adalah bahan kimia, namun pada penelitian ini
penulis akan mencoba menganalisa penambahan mikrobakteri penghasil
eksopolisakarida pada tanah lempung sebagai alternatif bahan tersebut. Dimana
diharapkan penambahan mikrobakteri ini dapat menambah stabilitas tanah dengan
cara mereduksi nilai permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanahnya.
Proses inokulasi mikrobakteri ini dilakukan terhadap dua variasi jenis mikrobakteri
(Pseudomonas sp dan Bacillus subtilis). Pemeraman setelah inokulasi mikrobakteri
kedalam tanah selama 15 dan 30 hari yang kemudian dilakukan pengujian
permeabilitas dan kuat geser. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui
seberapa besar pengaruh mikrobakteri dalam mereduksi nilai permeabilitas dan
meningkatkan nilai kuat geser tanah setelah proses inokulasi selesai. Hasil
penelitian ini didukung dengan foto scan hasil uji SEM untuk mengetahui
perubahan pada tanah asli dan tanah campuran bakteri pada masa pemeraman 30
hari.
Hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa inokulasi mikrobakteri sangat
berpengaruh terhadap tanah lempung yang dinyatakan dalam presentase. Hasil
pengujian permeabilitas didapatkan prosentase penurunan nilai permeabilitas
sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 67,18% dan sampel hasil inokulasi
Pseudomonas sp sebesar 58,73% terhadap sampel natural sebagai kontrol.
Sedangkan hasil pengujian kuat geser didapatkan prosentase peningkatan nilai kuat
geser sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 79,57% dan hasil inokulasi
Pseudomonas sp sebesar 70,97% terhadap sampel natural sebagai kontrol.
Kata kunci: lempung, permeabilitas, kuat geser, SEM
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the
Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,
Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Permeability and shear strength values have a very close relationship with the
stability of soil. Generally in Indonesia, the materials used to increase stability of
soil are chemicals, but in this research the authors will try to analyze the addition
of mycrobacterial producer of exopolysaccharide on sandy soil for that alternative
materials. Where the expected the addition of mycrobacterial can add soil stability
by reducing its permeability and increase its shear strength.
Inoculation of mycrobacterial process was done two mycrobacterial species
variation (Pseudomonas sp and Bacillus subtilis). Ripening after inoculation of
mycrobacterial to the soil for 15 and 30 days then testing permeability and shear
strength. This study aimed to determine how much influence mycobacterial in
reducing the permeability and increase the value of shear strength after inoculation
process is completed. The results of this study are supported by SEM photo scan
test results to determine changes to the original soil and the soil mix of bacteria
during ripening 30 days.
Based on the test results can be concluded that inoculation of mycrobacterial very
influential on clay soils, expressed in percentage. Permeability test results obtained
percentage decrease in permeability values inoculation samples of Bacillus subtilis
amounted to 67.18% and samples of Pseudomonas sp inoculation results by 58.73%
of the natural samples as a control. While the shear strength test results obtained
percentage increase in shear strength sample results inoculation samples of Bacillus
subtilis amounted 79.57% and sampel of Pseudomonas sp inoculation results by
70.97% of the natural sample as a control.
Keyword: clay, permeability, shear strength, SEM.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
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 “Studi Pengaruh Mikrobakteri terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser
Tanah Lempung dengan Variasi Waktu Pemeraman”. 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. Segala kerendahan hati, pada
kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:
1.
2.
3.
4.
5.
Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
selaku dosen pembimbing skripsi.
Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler maupun Non-reg.
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, 3 Agustus 2016
Thomas Edi Setianto
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
hal
HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
iii
MOTTO ........................................................................................... ...............
iv
PERSEMBAHAN ...........................................................................................
v
ABSTRAK .......................................................................................................
vi
ABSTRACT............................................................................................ .........
vii
KATA PENGANTAR .....................................................................................
viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI ..........................................................................................
xv
DAFTAR
LAMPIRAN .....................................................................................................
x
vii .....................................................................................................................
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah .......................................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah ................................................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...................................................................................
3
1.4.
Maksut dan Tujuan Penelitian .............................................................
4
1.5.
Manfaat Penelitian ...............................................................................
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ..................................................................................
5
2.2.
Landasan Teori .....................................................................................
7
2.2.1. Tanah Lempung ...................................................................................
7
2.2.2. Mikrobakteri .........................................................................................
9
2.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) .......................................................
14
2.2.4. Pemadatan Tanah (Compaction)
commit.........................................................
to user
15
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.5. Uji Tekan Bebas (UCS) ......................................................................
16
2.2.6. Permeabilitas .......................................................................................
17
BAB 3
METODE PENELITIAN
Tahap Persiapan ...................................................................................
24
3.1.1. Pengambilan Sampel Tanah ................................................................
24
3.1.2. Distribusi Ukuran Butiran (Grain Size Analysis) ................................
24
3.1.3. Pengujian Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit Test)................
25
3.1.4. Penetapan Nilai OMC (Standart Proctor) ...........................................
25
3.1.5. Pembiakan Bakteri Bacillus Subtilis dan Pseudomonas sp.... .............
25
Tahap Pembuatan Benda Uji dan Uji (SEM) .......................................
26
3.2.1. Inokulasi Bakteri ..................................................................................
26
3.2.2. Pemeraman 15 hari dan 30 hari ............................................................
27
3.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) .......................................................
28
3.2.4. Compaction ..........................................................................................
28
Tahap Pengujian Utama .......................................................................
28
3.3.1. Pengujian Permeabilitas dengan Contstant Pressure Head .................
29
3.3.2. Pengujian Kuat Geser dengan Kuat Tekan Bebas/UCS.......................
30
Rancangan Penelitian ...........................................................................
32
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
BAB 4
HASIL DAN ANALISIS
4.1.
Hasil Pengujian Sampel Tanah.......................................................... ..
35
4.2.
Hasil Pengujian Utama ........................................................................
35
4.2.1
Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap kuat Geser ......................
35
4.2.2
Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap Permeabilitas ...... ..........
39
4.2.3
Hasil Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) ......................
41
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan ..........................................................................................
44
5.2.
Saran ..................................................................................................
44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
commit to user
LAMPIRAN
46
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Fase Pertumbuhan Sel Bakteri.................................................. .
12
Gambar 2.2
Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat Isi Kering Tanah ....... .
15
Gambar 2.3
Skema Alat Uji Tekan Bebas .................................................
16
Gambar 2.2. Skema Alat Uji Permeabilitas Constant Pressure Head ..........
14
Gambar 2.3
Detail Sampel Pada Alat Uji Constant Pressure Head ............
14
Gambar 2.4
Skema Alat Uji Tekan Bebas .................................................
16
Gambar 3.1
Peta Lokasi Pengambilan Sampel ..........................................
24
Gambar 3.2
Bagan Alir Penelitian .............................................................
34
Gambar 4.1
Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman
15 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ...........................
Gambar 4.2
Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman
30 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ...........................
Gambar 4.3
37
Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Bacillus
Subtilis Pada Masa Pemeraman 30 Hari ..................................
Gambar 4.4
36
41
Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Pseudomonas
sp Pada Masa Pemeraman 30 Hari ...........................................
commit to user
xi
42
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis – Jenis Tanah Dari Batasan Ukuran Menurut ASTM .........
8
Tabel 2.2. Klasifikasi Bacillus Subtilis ..........................................................
10
Tabel 2.3. Karakteristik dari Bakteri Bacillus Subtiliis .................................
10
Tabel 2.4. Klasifikasi Pseudomonas sp..........................................................
12
Tabel 2.5 Hubungan kuat tekan bebas (qu) lempung dengan konsistensinya
17
Tabel 2.6
Klasifikasi Permeabilitas Tanah ...................................................
18
Tabel 3.1
Kebutuhan Sampel Untuk Uji SEM ............................................
32
Tabel 3.2
Kebutuhan Sampel Untuk Uji Kuat Tekan Bebas (UCS) ...........
32
Tabel 3.3
Kebutuhan Sampel Uji Constant Head Premeability .................
16
Tabel 4.1 Karakteristik Tanah Lempung Sukoharjo ....................................
35
Tabel 4.2 Prosentase Peningkatan Kuat Geser .............................................
38
Tabel 4.3 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran
Pada Waktu
Pemeraman 15 hari ........................................................................
Tabel 4.4 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran
39
Pada Waktu
Pemeraman 30 hari ........................................................................
40
Tabel 4.5 Prosentase Penurunan Nilai Permeabilitas ......... ..........................
40
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
LL
: Liquid Limit (%)
PL
: Platic Limit (%)
SL
: Shrinkage Limit (%)
PI
: Indeks Plastisitas (%)
LI
: Liquidity Indeks
w
: Kadar air (%)
Gs
: Spesific Gravity
ɣw
: Berat jenis air (gr/cm3)
V
: Volume (cm3)
e
: Angka pori
n
: Porositas
S
: Derajat kejenuhan (%)
��
: Kuat tekan (kN/m2)
�
: Beban maksimum (kN)
�
��
: 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)
2,541
: Konfersi satuan dari inch ke cm
c
: Kalibrasi arloji (0,2044)
: Luas penampang rata-rata atau luas terkoreksi (m2)
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
FOTO PENGUJIAN
1. Alat dan Bahan ................................................................................... L. 1
2. Media Pertumbuhan ........................................................................... L. 2
3. Inokulasi Bakteri ................................................................................ L. 3
4. Index Properties ................................................................................. L. 4
5. Compaction Test ................................................................................ L. 5
6. Unconfined Compression Test (UCS) ................................................ L. 6
7. Permeability Test ............................................................................... L. 7
LAMPIRAN A :
Hasil Pengujian Laboratorium Index Properties Test ............................ L.A.1
LAMPIRAN B:
Hasil Pengujian Laboratorium Compaction Test.................................... L.B.1
LAMPIRAN C:
Hasil Pengujian Laboratorium Constant Pressure Head Test ................ L.C.1
LAMPIRAN D:
Hasil Pengujian Laboratorium Unconfined Compression Test .............. L.D.1
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR PUSTAKA
Atlas and Bartha, 1987. Microbial Ecology : Fundamentals and Application.,
Menlo Park, USA
Barbosa dkk, 2013 . Association between the level of quality of life and nutritional
status in patients undergoing chronic renal hemodialysis. Department
of Health & Human Service USA, CDC.
Darcy, H., 1956. Les Fountaines Publices de la Ville de Dijon. Paris: Dalmont.
Das, B. M., 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2,
Erlangga, Jakarta.
Fadliah, I., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Biogrouting Bacillus subtilis pada
Tanah Lempung Kepasiran. Thesis. Program Pasca Sarjana Universitas
Hasanuddin, Makassar.
Fatoni, M., 2014. Tinjauan Kuat Tekan Bebas Dan Permeabilitas Terhadap Tanah
Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Abu Ampas Tebu.
Fakultas Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Graumann, P., 2007. Bacillus: Cellular and Molecular Biology. Caister Academic
press.
Handayani, M., 2014. Studi Efektivitas Penurunan Permeabilitas dan Peningkatan
Kuta Geser Tanah Pasir Pantai Dengan Menggunakan Biopolimer
Eksopolisakarida. Malang, Universitas Brawijaya
Hardiyatmo, C. H., 2006. Mekanika Tanah 2, Gadjah Mada University Press,
Jakarta.
Hardiyatmo, C. H., 2010. Mekanika Tanah 1, Gadjah Mada University Press,
Jakarta
Ivanov, V., and Chu, J., 2008. Applications of Microorganisms to Geotechnical
ngineering for Biclogging annd Biocementation of Soil in situ. Reviews
in Enviromental Science and Biotechnology, 7: 139-153
Lay dkk, 1992. Mikrobiologi , Rajawali Press, Jakarta.
Madigan, M. 2005. Brock Biology Of Microorganism . Englewood Cliff: Prentice
Hall.
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Paramita, F., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Tanah Lempung Kepasiran
Dengan Biosementasi Bacillus Subtilis. Thesis. Program Pasca Sarjana
Universitas Hasanuddin, Makassar.
Purwoko, 2007. Fisologi Mikroba. Bumi Aksara : Jakarta.
Puspita, L., 2011. Bacterial Carbonate Precipitation for Biogrouting. Prosiding
Simposium Nasional Ekohidrologi, PP 219-232.
Suharta, M., dan Prasetyo, E., 2008. Susunan Mineral dan Sifat Fisik – Kimia
Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan
Pertanian, Bogor.
Suprapto, H. Y., 2011. Application of Microboilogy to Improve Mechanical
Properties of Soil and Concrete. Faculty of Engineering University
Indonesia.
Suriawiria, 1990. Mikrobiologi Umum. Departemen Biologi FMIPA. ITB.Bandung
Terzaghi, K., And Peck, R.B., 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice,2 nd.
Ed. John Woley and Sons, New York.
Wesley, L. D., 2012. Mekanika Tanah Untuk Tanah Endapan & Residu .
Yogyakarta
.
commit to user
xvi
digilib.uns.ac.id
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
THOMAS EDI SETIANTO
I 1113086
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit
to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh:
THOMAS EDI SETIANTO
I 1113086
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD
Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
commit to user
NIP. 19680702 199502 1 001
NIP. 19690717 199702 1 001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP
PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN
The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength
of Clay with Variations of Curing Time
Disusun oleh:
THOMAS EDI SETIANTO
NIM I 0111086
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada hari
:
Rabu
Tanggal
3:Agustus 2016
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD
NIP. 19680702 199502 1 001
...................................
Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
NIP. 19690717 199702 1 001
....................................
Ir. Noegroho Djarwanti, MT
NIP. 19561112 198403 2 007
....................................
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT
NIP. 19690903 199702 2 001
....................................
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTO
“Jika salah maka perbaikilah, jika gagal cobalah lagi, tapi
jika kamu menyerah selesailah sudah”
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Laporan ini dipersembahkan untuk :
Bapak, Ibu serta adik – adik yang saya sayangi
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the
Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,
Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Nilai permeabilitas dan kuat geser memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan
stabilitas tanah. Jika di Indonesia pada umumnya bahan yang digunakan untuk
material peningkatan stabilitas tanah adalah bahan kimia, namun pada penelitian ini
penulis akan mencoba menganalisa penambahan mikrobakteri penghasil
eksopolisakarida pada tanah lempung sebagai alternatif bahan tersebut. Dimana
diharapkan penambahan mikrobakteri ini dapat menambah stabilitas tanah dengan
cara mereduksi nilai permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanahnya.
Proses inokulasi mikrobakteri ini dilakukan terhadap dua variasi jenis mikrobakteri
(Pseudomonas sp dan Bacillus subtilis). Pemeraman setelah inokulasi mikrobakteri
kedalam tanah selama 15 dan 30 hari yang kemudian dilakukan pengujian
permeabilitas dan kuat geser. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui
seberapa besar pengaruh mikrobakteri dalam mereduksi nilai permeabilitas dan
meningkatkan nilai kuat geser tanah setelah proses inokulasi selesai. Hasil
penelitian ini didukung dengan foto scan hasil uji SEM untuk mengetahui
perubahan pada tanah asli dan tanah campuran bakteri pada masa pemeraman 30
hari.
Hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa inokulasi mikrobakteri sangat
berpengaruh terhadap tanah lempung yang dinyatakan dalam presentase. Hasil
pengujian permeabilitas didapatkan prosentase penurunan nilai permeabilitas
sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 67,18% dan sampel hasil inokulasi
Pseudomonas sp sebesar 58,73% terhadap sampel natural sebagai kontrol.
Sedangkan hasil pengujian kuat geser didapatkan prosentase peningkatan nilai kuat
geser sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 79,57% dan hasil inokulasi
Pseudomonas sp sebesar 70,97% terhadap sampel natural sebagai kontrol.
Kata kunci: lempung, permeabilitas, kuat geser, SEM
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the
Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,
Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Permeability and shear strength values have a very close relationship with the
stability of soil. Generally in Indonesia, the materials used to increase stability of
soil are chemicals, but in this research the authors will try to analyze the addition
of mycrobacterial producer of exopolysaccharide on sandy soil for that alternative
materials. Where the expected the addition of mycrobacterial can add soil stability
by reducing its permeability and increase its shear strength.
Inoculation of mycrobacterial process was done two mycrobacterial species
variation (Pseudomonas sp and Bacillus subtilis). Ripening after inoculation of
mycrobacterial to the soil for 15 and 30 days then testing permeability and shear
strength. This study aimed to determine how much influence mycobacterial in
reducing the permeability and increase the value of shear strength after inoculation
process is completed. The results of this study are supported by SEM photo scan
test results to determine changes to the original soil and the soil mix of bacteria
during ripening 30 days.
Based on the test results can be concluded that inoculation of mycrobacterial very
influential on clay soils, expressed in percentage. Permeability test results obtained
percentage decrease in permeability values inoculation samples of Bacillus subtilis
amounted to 67.18% and samples of Pseudomonas sp inoculation results by 58.73%
of the natural samples as a control. While the shear strength test results obtained
percentage increase in shear strength sample results inoculation samples of Bacillus
subtilis amounted 79.57% and sampel of Pseudomonas sp inoculation results by
70.97% of the natural sample as a control.
Keyword: clay, permeability, shear strength, SEM.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
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 “Studi Pengaruh Mikrobakteri terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser
Tanah Lempung dengan Variasi Waktu Pemeraman”. 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. Segala kerendahan hati, pada
kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:
1.
2.
3.
4.
5.
Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Bambang Setiawan, ST, MT
selaku dosen pembimbing skripsi.
Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler maupun Non-reg.
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, 3 Agustus 2016
Thomas Edi Setianto
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
hal
HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
iii
MOTTO ........................................................................................... ...............
iv
PERSEMBAHAN ...........................................................................................
v
ABSTRAK .......................................................................................................
vi
ABSTRACT............................................................................................ .........
vii
KATA PENGANTAR .....................................................................................
viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI ..........................................................................................
xv
DAFTAR
LAMPIRAN .....................................................................................................
x
vii .....................................................................................................................
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah .......................................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah ................................................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...................................................................................
3
1.4.
Maksut dan Tujuan Penelitian .............................................................
4
1.5.
Manfaat Penelitian ...............................................................................
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ..................................................................................
5
2.2.
Landasan Teori .....................................................................................
7
2.2.1. Tanah Lempung ...................................................................................
7
2.2.2. Mikrobakteri .........................................................................................
9
2.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) .......................................................
14
2.2.4. Pemadatan Tanah (Compaction)
commit.........................................................
to user
15
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.5. Uji Tekan Bebas (UCS) ......................................................................
16
2.2.6. Permeabilitas .......................................................................................
17
BAB 3
METODE PENELITIAN
Tahap Persiapan ...................................................................................
24
3.1.1. Pengambilan Sampel Tanah ................................................................
24
3.1.2. Distribusi Ukuran Butiran (Grain Size Analysis) ................................
24
3.1.3. Pengujian Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit Test)................
25
3.1.4. Penetapan Nilai OMC (Standart Proctor) ...........................................
25
3.1.5. Pembiakan Bakteri Bacillus Subtilis dan Pseudomonas sp.... .............
25
Tahap Pembuatan Benda Uji dan Uji (SEM) .......................................
26
3.2.1. Inokulasi Bakteri ..................................................................................
26
3.2.2. Pemeraman 15 hari dan 30 hari ............................................................
27
3.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) .......................................................
28
3.2.4. Compaction ..........................................................................................
28
Tahap Pengujian Utama .......................................................................
28
3.3.1. Pengujian Permeabilitas dengan Contstant Pressure Head .................
29
3.3.2. Pengujian Kuat Geser dengan Kuat Tekan Bebas/UCS.......................
30
Rancangan Penelitian ...........................................................................
32
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
BAB 4
HASIL DAN ANALISIS
4.1.
Hasil Pengujian Sampel Tanah.......................................................... ..
35
4.2.
Hasil Pengujian Utama ........................................................................
35
4.2.1
Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap kuat Geser ......................
35
4.2.2
Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap Permeabilitas ...... ..........
39
4.2.3
Hasil Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) ......................
41
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan ..........................................................................................
44
5.2.
Saran ..................................................................................................
44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
commit to user
LAMPIRAN
46
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Fase Pertumbuhan Sel Bakteri.................................................. .
12
Gambar 2.2
Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat Isi Kering Tanah ....... .
15
Gambar 2.3
Skema Alat Uji Tekan Bebas .................................................
16
Gambar 2.2. Skema Alat Uji Permeabilitas Constant Pressure Head ..........
14
Gambar 2.3
Detail Sampel Pada Alat Uji Constant Pressure Head ............
14
Gambar 2.4
Skema Alat Uji Tekan Bebas .................................................
16
Gambar 3.1
Peta Lokasi Pengambilan Sampel ..........................................
24
Gambar 3.2
Bagan Alir Penelitian .............................................................
34
Gambar 4.1
Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman
15 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ...........................
Gambar 4.2
Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman
30 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ...........................
Gambar 4.3
37
Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Bacillus
Subtilis Pada Masa Pemeraman 30 Hari ..................................
Gambar 4.4
36
41
Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Pseudomonas
sp Pada Masa Pemeraman 30 Hari ...........................................
commit to user
xi
42
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis – Jenis Tanah Dari Batasan Ukuran Menurut ASTM .........
8
Tabel 2.2. Klasifikasi Bacillus Subtilis ..........................................................
10
Tabel 2.3. Karakteristik dari Bakteri Bacillus Subtiliis .................................
10
Tabel 2.4. Klasifikasi Pseudomonas sp..........................................................
12
Tabel 2.5 Hubungan kuat tekan bebas (qu) lempung dengan konsistensinya
17
Tabel 2.6
Klasifikasi Permeabilitas Tanah ...................................................
18
Tabel 3.1
Kebutuhan Sampel Untuk Uji SEM ............................................
32
Tabel 3.2
Kebutuhan Sampel Untuk Uji Kuat Tekan Bebas (UCS) ...........
32
Tabel 3.3
Kebutuhan Sampel Uji Constant Head Premeability .................
16
Tabel 4.1 Karakteristik Tanah Lempung Sukoharjo ....................................
35
Tabel 4.2 Prosentase Peningkatan Kuat Geser .............................................
38
Tabel 4.3 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran
Pada Waktu
Pemeraman 15 hari ........................................................................
Tabel 4.4 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran
39
Pada Waktu
Pemeraman 30 hari ........................................................................
40
Tabel 4.5 Prosentase Penurunan Nilai Permeabilitas ......... ..........................
40
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
LL
: Liquid Limit (%)
PL
: Platic Limit (%)
SL
: Shrinkage Limit (%)
PI
: Indeks Plastisitas (%)
LI
: Liquidity Indeks
w
: Kadar air (%)
Gs
: Spesific Gravity
ɣw
: Berat jenis air (gr/cm3)
V
: Volume (cm3)
e
: Angka pori
n
: Porositas
S
: Derajat kejenuhan (%)
��
: Kuat tekan (kN/m2)
�
: Beban maksimum (kN)
�
��
: 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)
2,541
: Konfersi satuan dari inch ke cm
c
: Kalibrasi arloji (0,2044)
: Luas penampang rata-rata atau luas terkoreksi (m2)
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
FOTO PENGUJIAN
1. Alat dan Bahan ................................................................................... L. 1
2. Media Pertumbuhan ........................................................................... L. 2
3. Inokulasi Bakteri ................................................................................ L. 3
4. Index Properties ................................................................................. L. 4
5. Compaction Test ................................................................................ L. 5
6. Unconfined Compression Test (UCS) ................................................ L. 6
7. Permeability Test ............................................................................... L. 7
LAMPIRAN A :
Hasil Pengujian Laboratorium Index Properties Test ............................ L.A.1
LAMPIRAN B:
Hasil Pengujian Laboratorium Compaction Test.................................... L.B.1
LAMPIRAN C:
Hasil Pengujian Laboratorium Constant Pressure Head Test ................ L.C.1
LAMPIRAN D:
Hasil Pengujian Laboratorium Unconfined Compression Test .............. L.D.1
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR PUSTAKA
Atlas and Bartha, 1987. Microbial Ecology : Fundamentals and Application.,
Menlo Park, USA
Barbosa dkk, 2013 . Association between the level of quality of life and nutritional
status in patients undergoing chronic renal hemodialysis. Department
of Health & Human Service USA, CDC.
Darcy, H., 1956. Les Fountaines Publices de la Ville de Dijon. Paris: Dalmont.
Das, B. M., 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2,
Erlangga, Jakarta.
Fadliah, I., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Biogrouting Bacillus subtilis pada
Tanah Lempung Kepasiran. Thesis. Program Pasca Sarjana Universitas
Hasanuddin, Makassar.
Fatoni, M., 2014. Tinjauan Kuat Tekan Bebas Dan Permeabilitas Terhadap Tanah
Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Abu Ampas Tebu.
Fakultas Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Graumann, P., 2007. Bacillus: Cellular and Molecular Biology. Caister Academic
press.
Handayani, M., 2014. Studi Efektivitas Penurunan Permeabilitas dan Peningkatan
Kuta Geser Tanah Pasir Pantai Dengan Menggunakan Biopolimer
Eksopolisakarida. Malang, Universitas Brawijaya
Hardiyatmo, C. H., 2006. Mekanika Tanah 2, Gadjah Mada University Press,
Jakarta.
Hardiyatmo, C. H., 2010. Mekanika Tanah 1, Gadjah Mada University Press,
Jakarta
Ivanov, V., and Chu, J., 2008. Applications of Microorganisms to Geotechnical
ngineering for Biclogging annd Biocementation of Soil in situ. Reviews
in Enviromental Science and Biotechnology, 7: 139-153
Lay dkk, 1992. Mikrobiologi , Rajawali Press, Jakarta.
Madigan, M. 2005. Brock Biology Of Microorganism . Englewood Cliff: Prentice
Hall.
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Paramita, F., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Tanah Lempung Kepasiran
Dengan Biosementasi Bacillus Subtilis. Thesis. Program Pasca Sarjana
Universitas Hasanuddin, Makassar.
Purwoko, 2007. Fisologi Mikroba. Bumi Aksara : Jakarta.
Puspita, L., 2011. Bacterial Carbonate Precipitation for Biogrouting. Prosiding
Simposium Nasional Ekohidrologi, PP 219-232.
Suharta, M., dan Prasetyo, E., 2008. Susunan Mineral dan Sifat Fisik – Kimia
Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan
Pertanian, Bogor.
Suprapto, H. Y., 2011. Application of Microboilogy to Improve Mechanical
Properties of Soil and Concrete. Faculty of Engineering University
Indonesia.
Suriawiria, 1990. Mikrobiologi Umum. Departemen Biologi FMIPA. ITB.Bandung
Terzaghi, K., And Peck, R.B., 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice,2 nd.
Ed. John Woley and Sons, New York.
Wesley, L. D., 2012. Mekanika Tanah Untuk Tanah Endapan & Residu .
Yogyakarta
.
commit to user
xvi