PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP KUAT DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP KUAT DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON.
PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP KUAT
DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
Hendriyanto
NIM : D 100 030 044
NIRM : 03 6 106 03010 50044
Kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2011
i
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP
KUAT DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
TANON
Tugas Akhir
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji
Pada tanggal : ....................
diajukan oleh :
HENDRIYANTO
NIM : D 100 030 044
NIRM
: 03 6 106 03010 50044
Susunan Dewan Penguji:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Renaningsih, M.T.
NIK : 733
Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc.
NIK : 100.913
Anggota
Senja Rum Harnaeni, ST, MT
NIK : 795
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Surakarta, .....................................
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T
NIK : 732
Ir. Agus Riyanto, M.T
NIK : 483
ii
MOTTO
“Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman dan berilmu sampai
beberapa derajat.”
( Q.S. Al-Mujadilah: 11 )
“Sahabatku adalah kebutuhan jiwa yang mendapat imbangan, dialah ladang
hati yang kau taburi dan kau pungut buahnya penuh rasa terima kasih.”
( Khalil Gibran)
“Ibu adalah sebuah kata yang harapan dan cinta, kata yang manis dan sayang
keluar dari relung hati. Ibu adalah segalanya pelipur duka, harapan dikala
sengsara dan kekuatan disaat tak berdaya. Dialah sumber cinta, belai kasih,
simpati dan ampunan. Barang siapa kehilangan ibu, ia akan kehilangan suatu
semangat yang senantiasa melimpahkan restu dan lingkungan.”
( Khalil Gibran)
“Tidak ada sesuatu yang lebih baik dari pada akal yang diperindah dengan ilmu
dan ilmu yang diperindah dengan kebenaran ( shidiq ) dan kebenaran yang
diperindah dengan kebaikan dan kebaikan yang diperindah dengan taqwa. ”
( Ulama )
iii
PERSEMBAHAN
Kayarku ini ku persembahkan kepada :
Alloh SWT yang selalu melindungiku, mencintaiku, dan selalu ada
bersamaku disetiap waktu.
Ibu, Bapak, dan Adikku yang senantiasa dihatiku.
Dosen-dosen pembimbing TA, serta Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen Teknik
Sipil UMS
Tanah kelahiranku, tempat aku dibesarkan.
Sahabat-sahabatku angkatan 2003, kalian adalah is the best.
Special Thanks to :
1) Allah S.W.T atas ridho’ σya yang telah diberikan kepadaku.
2) Ir. Renaningsih, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
3) Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Dosen Pembimbing
Pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
4) Ibu Senja Rum Harnaeni ST, MT., selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
5) Bapak-bapak dan ibu-ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
6) Ibunda Tarmi, Ayahanda Sukadi, Adikku Heni yang telah memberikan
dorongan moril maupun materiil, senyum kalian adalah bahagia ku.
7) Dindaku Erlin Cristiana dan Keluarganya, terima kasih buat semua motivasi
dan semangatnya.
8) Teman-temanku, Agung, Aris, Mas Mboum, Teddy, Eko, Gin, Ali dan semua
angkatan 2003 yang tidak bisa disebutkan satu-persatu yang selalu memberi
motivasi.
9) Segenap pengurus laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta yang
telah memberikan kesempatan kepada saya untuk melakukan pengujian.
iv
PRAKATA
Assaalamu’alaikum Wr Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta sekaligus selaku Pembimbing Akademik.
2). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Pembimbing Utama
sekaligus sebagai
Pembimbing Akademik, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4). Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pendamping,
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5). Ibu Senja Rum Harnaeni, ST, MT selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
7). Ayahanda, Ibunda, dan keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan
dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih
sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas
kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas.
v
8). Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Februari 2011
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
ii
HALAMAN MOTTO .................................................................................
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
iv
PRAKATA ...................................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................
xv
ABSTRAKSI ................................................................................................ xvii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ............................................................
1
B. Rumusan Masalah......................................................................
2
C. Tujuan Penelitian .......................................................................
2
D. Manfaat Penelitian .....................................................................
3
E. Batasan Masalah ........................................................................
3
F. Keaslian Penelitian ....................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Jenis-jenis Tanah .......................................................................
5
1. Tanah Granuler ....................................................................
5
2. Tanah Lempung. ..................................................................
6
3. Tanah Lanau. .......................................................................
7
B. Stabilisasi ...................................................................................
8
C. Tanah Gadong............................................................................
9
D. Pemadatan Tanah....................................................................... 10
vii
BAB III LANDASAN TEORI
A. Sifat-sifat Fisis Tanah ............................................................... 12
1. Kadar air ............................................................................. 12
2. Berat jenis tanah (specific gravity)..................................... 12
3. Batas-batas Atterberg ......................................................... 13
4. Klasifikasi tanah ................................................................. 15
a) USCS (Unified Soil Classification System) .................. 15
b) AASHTO (American of State Highway and
Transportation Officials)……………………………... 15
B. Sifat-sifat Mekanis Tanah......................................................... 19
1. Pengujian pemadatan standard Proctor ............................. 19
2. Kuat dukung tanah ............................................................. 21
3. Kuat geser tanah ................................................................. 22
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Uraian Umum ............................................................................ 24
B. Bahan dan Alat .......................................................................... 24
1. Uji sifat fisis tanah ................................................................ 25
1a). Uji kadar air tanah (water content) ................................ 25
1b). Uji berat jenis tanah (specific gravity) ........................... 26
1c). Uji gradasi tanah (grain size analysis) ........................... 27
1d). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits) ................. 29
2. Uji sifat mekanis tanah .......................................................... 33
2a). Uji pemadatan standard Proctor.................................... 33
2b). California Bearing Ratio (CBR) .................................... 35
2c). Uji geser langsung (DST) ............................................... 37
C. Tahapan Penelitian .................................................................... 39
D. Pelaksanaan Penelitian .............................................................. 41
1. Uji sifat fisis tanah .................................................................. 41
1a). Water content analysis (w) ............................................. 41
1b). Specific gravity analysis (uji berat jenis/Gs) ................. 41
viii
1c). Gradasi ukuran butiran tanah (Grain size analysis) ....... 42
1d). Pengujian batas-batas Atterberg .................................... 44
2. Uji sifat mekanis tanah .......................................................... 46
2a). Uji pemadatan standard Proctor.................................... 46
2b). Uji CBR (California Bearing Ratio) .............................. 47
2c). Uji geser langsung (Direct Shear Test) .......................... 48
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Kandungan Kimia ................................................................ 50
B. Sifat-sifat Fisis Tanah ................................................................ 50
1. Data Hasil Uji Fisis Tanah Gadong ...................................... 50
2. Uji Tanah Asli Tanon ............................................................ 51
a. Uji kadar air (water content analysis) tanah asli................ 51
b. Uji berat jenis (specific gravity) ......................................... 51
c. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits) ....................... 51
d. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 52
e. Klasifikasi tanah.................................................................... 55
3. Uji Tanah Campuran ............................................................. 57
a. Uji kadar air (water content analysis) tanah campuran ..... 57
b. Uji berat jenis (specific gravity) ......................................... 58
c. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits) ....................... 59
d. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 62
e. Klasifikasi tanah.................................................................... 64
C. Uji Sifat Mekanis Tanah Asli dan Campuran ............................ 66
1. Uji pemadatan tanah (standard Proctor) ............................ 66
2. Uji CBR (California Bearing Ratio) ................................... 68
3. Uji kuat geser tanah (Direct Shear Test) ............................. 69
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ................................................................................ 73
B. Saran .......................................................................................... 74
ix
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Batas-batas Atteberg..................................................................... 13
Gambar IV.1. Alat-alat uji kadar air.................................................................... 25
Gambar IV.2. Alat-alat uji berat jenis………………………………………… 26
Gambar IV.3. Alat-alat uji Hydrometer.............................................................. 27
Gambar IV.4. Saringan dan pengetar saringan.................................................... 29
Gambar IV.5. Alat- alat uji batas cair tanah....................................................... 29
Gambar IV.6. Alat-alat uji batas plastis tanah..................................................... 31
Gambar IV.7. Alat-alat uji batas susut tanah...................................................... 32
Gambar IV.8. Alat uji standard Proctor……………………………………... 34
Gambar IV.9. Alat Uji CBR................................................................................ 35
Gambar IV.10.Alat Uji DST.............................................................................. 38
Gambar IV.11.Bagan alir tahapan penelitian..................................................... 40
Gambar V.1. Grafik Batas-batas Atterberg Tanah Asli Tanon.......................... 52
Gambar V.2. Grafik Klasifikasi tanah sistem USCS Tanah asli Tanon............. 54
Gambar V.3. Grafik Klasifikasi tanah sistem AASHTO Tanah asli Tanon....... 55
Gambar V.4. Grafik untuk menentukan Klasifikasi USCS.............................. 57
Gambar V.5. Grafik Hub Nilai Kadar Air dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong....................................................................................... 58
Gambar V.6. Grafik Hub Nilai Specific Gravity dengan Variasi Penambahan
Tanah Gadong ............................................................................. 59
Gambar V.7. Grafik Hub Nilai Liquit Limits dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 60
Gambar V.8. Grafik Hub Nilai Plastic Limits dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 60
Gambar V.9. Grafik Hub Nilai Shringkage Limits dengan Variasi Penambahan
Tanah Gadong .............................................................................. 61
Gambar V.10. Grafik Hub Nilai Plastic Index dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 62
xi
Gambar V.11. Grafik Rek Uji Gradasi Variasi Tanah Gadong............................ 63
Gambar V.12. Grafik Hub Nilai Finer # 200....................................................... 64
Gambar V.13. Grafik Hub Berat Isi Kering dan Kadar Air pada Penambahan
Tanah Gadong............................................................................. 66
Gambar V.14. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Kepadatan Maks.......................................................................... 67
Gambar V.15. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
CBR............................................................................................ 69
Gambar V.16. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Kohesi Tanah.............................................................................. 70
Gambar V.17. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Sudut Geser Dalam..................................................................... 71
Gambar V.18. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Tegangan Geser.......................................................................... 72
xii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Hasil Pemeriksaan Tanah Tulakan ( BPPTK )................................... 10
Tabel III.1 Nilai-nilai Berat Jenis (specific gravity)………………………….… 13
Tabel III.2 Nilai Indeks Plastisitas dan Macam Tanah........................................ 15
Tabel III.3 Sistem Klasifikasi USCS ………………………………………….. 17
Tabel III.4 Sistem Klasifikasi AASHTO …………………………………......... 18
Tabel III.5 Elemen-elemen Uji Pemadatan Standard.........................................
20
Tabel III.6. Kriteria umum CBR untuk subgrade .............................................
23
Tabel V.1. Hasil υemeriksaan Unsur Kimia………….……………………….. 50
Tabel V.2. Hasil Uji Fisis Tanah Gadong..........................................................
50
Tabel V.3. Hasil Uji Kadar Air pada Tanah Asli Tanon…...……………..…...
51
Tabel V.4. Hasil Uji Berat Jenis pada Tanah Asli Tanon..................................
51
Tabel V.5. Hasil Uji Batas-batas atterberg pada Tanah Asli Tanon………….
52
Tabel V.6. Analisa hydrometer pada Tanah Asli Tanon………………….…..
61
Tabel V.7. Analisa saringan pada Tanah Asli Tanon.......................................
61
Tabel V.8. Hasil sifat Fisis Tanah Campuran....................................................
57
Tabel V.9. Hasil Lolos Saringan Tanah Campuran..........................................
63
Tabel V.10. Hasil Klasifikasi Tanah pada Tanah Campuran……………........
65
Tabel V.11. Keterangan Grafik Pemadatan standard Proctor.......................... 67
Tabel V.12. Hasil Uji CBR Soaked pada Tanah Campuran……………….…. 68
Tabel V.13. σilai Teg. σormal ( ) dan Teg. Geser Tanah ( ), Sudut Gesek Dalam
( ) dan Kohesi (c) tanah asli Gadong…………………………… 70
Tabel V.14. σilai Teg. σormal ( ) dan Teg. Geser Tanah ( ), Sudut Gesek Dalam
( ) dan Kohesi (c) tanah campuran……………………………… 70
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I : TABEL HASIL DATA SEKUNDER
LAMPIRAN II : UJI KADAR AIR
LAMPIRAN III : UJI BERAT JENIS
LAMPIRAN IV : UJI ATTEMBERG LIMIT
LAMPIRAN V : UJI HIDROMETER
LAMPIRAN VI : UJI STANDART PROKTOR
LAMPIRAN VII : UJI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
LAMPIRAN VIII : UJI DIRECT SHEAR TEST (DST)
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
AASHTO
= American Association of State Highway and Transportation
Official
ASTM
= American Society for Testing and Materials
c
= kohesi (kg/cm2)
CBR
= California Bearing Ratio
CO2
= Karbon dioksida
DST
= Direct Shear Test
D10
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 10 (mm)
D30
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 30 (mm)
D60
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 40 (mm)
F
= Persentase butiran lolos No.200
GI
= Group Index (indeks kelompok)
Gs
= Spesific Grafity (Berat jenis)
H2S
= Hydrogen Sulfida
IP
= Indeks Plastisitas (%)
LL
= Liquid Limit (batas cair) (%)
m1
= berat tanah basah dalam cawan (gram)
m2
= berat tanah kering oven (gram)
max
= maximum
opt
= optimum
PL
= Plastic Limit (batas plastis) (%)
SL
= Shringkage Limit batas susut (%)
USCS
= Unified Soil Clasification System
1
= volume tanah basah dalam cawan (cm3)
2
= volume tanah kering oven (cm3)
V
= Volume cetakan (cm3)
w
= kadar air (%)
W
= Berat tanah basah di dalam cetakan (gram)
xv
Ws
= berat kering tanah (gram)
Ww
= berat air dalam tanah (gram)
= Tegangan geser (kg/cm2 )
= Tegangan normal (kg/cm2)
= Sudut gesek dalam (o)
γb
= berat isi basah (gr/cm3)
γd
= berat isi kering (gr/cm3)
s
= berat volume butiran tanah (gram)
w
= berat volume air (gram)
xvi
PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP KUAT
DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON
ABSTRAKSI
Berdasarkan letak geografis suatu tempat, jenis tanah, karakteristik dan
sifat tanah, tidak semua tanah itu sama sehingga belum tentu tanah tersebut baik
digunakan untuk pendukung kekuatan struktur. Demikian juga kondisi tanah di
Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen yang sering bermasalah antara
lain retak-retak, bergelombang, dan penurunan badan jalan. Tanah Gadong adalah
tanah yang berasal dari Kecamatan Tulakan Kabupaten Pacitan yang berwarna
keabu-abuan mirip dengan semen. Tanah ini diambil sekitar kedalaman ± 8m dari
muka tanah dan pengambilan tanah dengan cara menggali. Warga sekitar sering
menggunakan tanah Gadong tersebut dalam pembuatan pondasi, sumur karena
apabila terkena air maka akan menjadi lebih keras. Berdasarkan hal tersebut maka
dalam penelitian ini akan dibahas mengenai sifat fisis dan mekanis tanah antara
lain nilai CBR dan kuat geser tanah Desa Jono, Tanon, Sragen apabila distabilisasi
dengan tanah Gadong dengan persentase 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 15% dari
sample.
Metode penelitian melalui serangkaian pengujian, yaitu kadar air (water
content), berat jenis (specific gravity), analisa saringan dan hydrometer (grain size
analysis), CBR dan DST dengan mengacu pada standar ASTM dan prosedur
pengujian di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa klasifikasi tanah campuran berdasar
sistem AASHTO, tanah Tanon Sragen termasuk ke dalam kelompok A-7-5 dan A7-6, yakni tanah lempung bersifat tidak baik. Sedang berdasar klasifikasi sistem
USCS, tanah campuran termasuk ke dalam kelompok CH yaitu berupa tanah
lempung anorganik dengan plastisitas tinggi dan OH yaitu lempung organik
dengan plastisitas sedang sampai tinggi. Berdasar klasifikasi secara umum tidak
terjadi perubahan yang signifikan akan tetapi dengan penambahan Tanah Gadong
ternyata tanah Gadong belum mampu memperbaiki sifat tanah Tanon Sragen, hal
ini dapat dilihat dari penurunan nilai specific gravity, kadar air, indeks plastis,
Finer # 200 (%) serta peningkatan nilai batas plastis batas cair, batas susut. Nilai
CBR (California Bearing Ratio) soaked pada tanah asli sebesar 6.44 Nilai kohesi (
c ) pada pengujian geser langsung pada tanah asli yakni sebesar 3,43 kg/cm2 dan
nilai (
) sebesar 32,29o. Nilai CBR (California Bearing Ratio) soaked
mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya penambahan Tanah Gadong.
Nilai CBR (California Bearing Ratio) soaked terkecil tejadi pada penambahan
Tanah Gadong 7,5% yakni sebesar 1,33. Nilai kohesi ( c ) dan nilai ( ) pada
pengujian geser langsung pada tanah campuran tidak menunjukkan perbaikan
yang berarti pada tanah Tanon.
Kata kunci
: tanah, sifat fisis dan mekanis, CBR, DST
xvii
DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
Hendriyanto
NIM : D 100 030 044
NIRM : 03 6 106 03010 50044
Kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2011
i
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP
KUAT DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
TANON
Tugas Akhir
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji
Pada tanggal : ....................
diajukan oleh :
HENDRIYANTO
NIM : D 100 030 044
NIRM
: 03 6 106 03010 50044
Susunan Dewan Penguji:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Renaningsih, M.T.
NIK : 733
Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc.
NIK : 100.913
Anggota
Senja Rum Harnaeni, ST, MT
NIK : 795
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Surakarta, .....................................
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T
NIK : 732
Ir. Agus Riyanto, M.T
NIK : 483
ii
MOTTO
“Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman dan berilmu sampai
beberapa derajat.”
( Q.S. Al-Mujadilah: 11 )
“Sahabatku adalah kebutuhan jiwa yang mendapat imbangan, dialah ladang
hati yang kau taburi dan kau pungut buahnya penuh rasa terima kasih.”
( Khalil Gibran)
“Ibu adalah sebuah kata yang harapan dan cinta, kata yang manis dan sayang
keluar dari relung hati. Ibu adalah segalanya pelipur duka, harapan dikala
sengsara dan kekuatan disaat tak berdaya. Dialah sumber cinta, belai kasih,
simpati dan ampunan. Barang siapa kehilangan ibu, ia akan kehilangan suatu
semangat yang senantiasa melimpahkan restu dan lingkungan.”
( Khalil Gibran)
“Tidak ada sesuatu yang lebih baik dari pada akal yang diperindah dengan ilmu
dan ilmu yang diperindah dengan kebenaran ( shidiq ) dan kebenaran yang
diperindah dengan kebaikan dan kebaikan yang diperindah dengan taqwa. ”
( Ulama )
iii
PERSEMBAHAN
Kayarku ini ku persembahkan kepada :
Alloh SWT yang selalu melindungiku, mencintaiku, dan selalu ada
bersamaku disetiap waktu.
Ibu, Bapak, dan Adikku yang senantiasa dihatiku.
Dosen-dosen pembimbing TA, serta Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen Teknik
Sipil UMS
Tanah kelahiranku, tempat aku dibesarkan.
Sahabat-sahabatku angkatan 2003, kalian adalah is the best.
Special Thanks to :
1) Allah S.W.T atas ridho’ σya yang telah diberikan kepadaku.
2) Ir. Renaningsih, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
3) Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Dosen Pembimbing
Pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
4) Ibu Senja Rum Harnaeni ST, MT., selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
5) Bapak-bapak dan ibu-ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
6) Ibunda Tarmi, Ayahanda Sukadi, Adikku Heni yang telah memberikan
dorongan moril maupun materiil, senyum kalian adalah bahagia ku.
7) Dindaku Erlin Cristiana dan Keluarganya, terima kasih buat semua motivasi
dan semangatnya.
8) Teman-temanku, Agung, Aris, Mas Mboum, Teddy, Eko, Gin, Ali dan semua
angkatan 2003 yang tidak bisa disebutkan satu-persatu yang selalu memberi
motivasi.
9) Segenap pengurus laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta yang
telah memberikan kesempatan kepada saya untuk melakukan pengujian.
iv
PRAKATA
Assaalamu’alaikum Wr Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta sekaligus selaku Pembimbing Akademik.
2). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Ibu Ir. Renaningsih, M.T., selaku Pembimbing Utama
sekaligus sebagai
Pembimbing Akademik, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4). Bapak Anto Budi Listyawan, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pendamping,
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5). Ibu Senja Rum Harnaeni, ST, MT selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
7). Ayahanda, Ibunda, dan keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan
dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih
sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas
kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas.
v
8). Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Februari 2011
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
ii
HALAMAN MOTTO .................................................................................
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
iv
PRAKATA ...................................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................
xv
ABSTRAKSI ................................................................................................ xvii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ............................................................
1
B. Rumusan Masalah......................................................................
2
C. Tujuan Penelitian .......................................................................
2
D. Manfaat Penelitian .....................................................................
3
E. Batasan Masalah ........................................................................
3
F. Keaslian Penelitian ....................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Jenis-jenis Tanah .......................................................................
5
1. Tanah Granuler ....................................................................
5
2. Tanah Lempung. ..................................................................
6
3. Tanah Lanau. .......................................................................
7
B. Stabilisasi ...................................................................................
8
C. Tanah Gadong............................................................................
9
D. Pemadatan Tanah....................................................................... 10
vii
BAB III LANDASAN TEORI
A. Sifat-sifat Fisis Tanah ............................................................... 12
1. Kadar air ............................................................................. 12
2. Berat jenis tanah (specific gravity)..................................... 12
3. Batas-batas Atterberg ......................................................... 13
4. Klasifikasi tanah ................................................................. 15
a) USCS (Unified Soil Classification System) .................. 15
b) AASHTO (American of State Highway and
Transportation Officials)……………………………... 15
B. Sifat-sifat Mekanis Tanah......................................................... 19
1. Pengujian pemadatan standard Proctor ............................. 19
2. Kuat dukung tanah ............................................................. 21
3. Kuat geser tanah ................................................................. 22
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Uraian Umum ............................................................................ 24
B. Bahan dan Alat .......................................................................... 24
1. Uji sifat fisis tanah ................................................................ 25
1a). Uji kadar air tanah (water content) ................................ 25
1b). Uji berat jenis tanah (specific gravity) ........................... 26
1c). Uji gradasi tanah (grain size analysis) ........................... 27
1d). Uji batas-batas Atterberg (Atterberg Limits) ................. 29
2. Uji sifat mekanis tanah .......................................................... 33
2a). Uji pemadatan standard Proctor.................................... 33
2b). California Bearing Ratio (CBR) .................................... 35
2c). Uji geser langsung (DST) ............................................... 37
C. Tahapan Penelitian .................................................................... 39
D. Pelaksanaan Penelitian .............................................................. 41
1. Uji sifat fisis tanah .................................................................. 41
1a). Water content analysis (w) ............................................. 41
1b). Specific gravity analysis (uji berat jenis/Gs) ................. 41
viii
1c). Gradasi ukuran butiran tanah (Grain size analysis) ....... 42
1d). Pengujian batas-batas Atterberg .................................... 44
2. Uji sifat mekanis tanah .......................................................... 46
2a). Uji pemadatan standard Proctor.................................... 46
2b). Uji CBR (California Bearing Ratio) .............................. 47
2c). Uji geser langsung (Direct Shear Test) .......................... 48
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Kandungan Kimia ................................................................ 50
B. Sifat-sifat Fisis Tanah ................................................................ 50
1. Data Hasil Uji Fisis Tanah Gadong ...................................... 50
2. Uji Tanah Asli Tanon ............................................................ 51
a. Uji kadar air (water content analysis) tanah asli................ 51
b. Uji berat jenis (specific gravity) ......................................... 51
c. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits) ....................... 51
d. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 52
e. Klasifikasi tanah.................................................................... 55
3. Uji Tanah Campuran ............................................................. 57
a. Uji kadar air (water content analysis) tanah campuran ..... 57
b. Uji berat jenis (specific gravity) ......................................... 58
c. Uji batas-batas Atterberg (Atterberg limits) ....................... 59
d. Uji hydrometer dan analisa saringan (Grain Size Analysis).. 62
e. Klasifikasi tanah.................................................................... 64
C. Uji Sifat Mekanis Tanah Asli dan Campuran ............................ 66
1. Uji pemadatan tanah (standard Proctor) ............................ 66
2. Uji CBR (California Bearing Ratio) ................................... 68
3. Uji kuat geser tanah (Direct Shear Test) ............................. 69
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ................................................................................ 73
B. Saran .......................................................................................... 74
ix
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Batas-batas Atteberg..................................................................... 13
Gambar IV.1. Alat-alat uji kadar air.................................................................... 25
Gambar IV.2. Alat-alat uji berat jenis………………………………………… 26
Gambar IV.3. Alat-alat uji Hydrometer.............................................................. 27
Gambar IV.4. Saringan dan pengetar saringan.................................................... 29
Gambar IV.5. Alat- alat uji batas cair tanah....................................................... 29
Gambar IV.6. Alat-alat uji batas plastis tanah..................................................... 31
Gambar IV.7. Alat-alat uji batas susut tanah...................................................... 32
Gambar IV.8. Alat uji standard Proctor……………………………………... 34
Gambar IV.9. Alat Uji CBR................................................................................ 35
Gambar IV.10.Alat Uji DST.............................................................................. 38
Gambar IV.11.Bagan alir tahapan penelitian..................................................... 40
Gambar V.1. Grafik Batas-batas Atterberg Tanah Asli Tanon.......................... 52
Gambar V.2. Grafik Klasifikasi tanah sistem USCS Tanah asli Tanon............. 54
Gambar V.3. Grafik Klasifikasi tanah sistem AASHTO Tanah asli Tanon....... 55
Gambar V.4. Grafik untuk menentukan Klasifikasi USCS.............................. 57
Gambar V.5. Grafik Hub Nilai Kadar Air dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong....................................................................................... 58
Gambar V.6. Grafik Hub Nilai Specific Gravity dengan Variasi Penambahan
Tanah Gadong ............................................................................. 59
Gambar V.7. Grafik Hub Nilai Liquit Limits dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 60
Gambar V.8. Grafik Hub Nilai Plastic Limits dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 60
Gambar V.9. Grafik Hub Nilai Shringkage Limits dengan Variasi Penambahan
Tanah Gadong .............................................................................. 61
Gambar V.10. Grafik Hub Nilai Plastic Index dengan Variasi Penambahan Tanah
Gadong ........................................................................................ 62
xi
Gambar V.11. Grafik Rek Uji Gradasi Variasi Tanah Gadong............................ 63
Gambar V.12. Grafik Hub Nilai Finer # 200....................................................... 64
Gambar V.13. Grafik Hub Berat Isi Kering dan Kadar Air pada Penambahan
Tanah Gadong............................................................................. 66
Gambar V.14. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Kepadatan Maks.......................................................................... 67
Gambar V.15. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
CBR............................................................................................ 69
Gambar V.16. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Kohesi Tanah.............................................................................. 70
Gambar V.17. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Sudut Geser Dalam..................................................................... 71
Gambar V.18. Grafik Hub Variasi Penambahan Tanah Gadong dengan Nilai
Tegangan Geser.......................................................................... 72
xii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Hasil Pemeriksaan Tanah Tulakan ( BPPTK )................................... 10
Tabel III.1 Nilai-nilai Berat Jenis (specific gravity)………………………….… 13
Tabel III.2 Nilai Indeks Plastisitas dan Macam Tanah........................................ 15
Tabel III.3 Sistem Klasifikasi USCS ………………………………………….. 17
Tabel III.4 Sistem Klasifikasi AASHTO …………………………………......... 18
Tabel III.5 Elemen-elemen Uji Pemadatan Standard.........................................
20
Tabel III.6. Kriteria umum CBR untuk subgrade .............................................
23
Tabel V.1. Hasil υemeriksaan Unsur Kimia………….……………………….. 50
Tabel V.2. Hasil Uji Fisis Tanah Gadong..........................................................
50
Tabel V.3. Hasil Uji Kadar Air pada Tanah Asli Tanon…...……………..…...
51
Tabel V.4. Hasil Uji Berat Jenis pada Tanah Asli Tanon..................................
51
Tabel V.5. Hasil Uji Batas-batas atterberg pada Tanah Asli Tanon………….
52
Tabel V.6. Analisa hydrometer pada Tanah Asli Tanon………………….…..
61
Tabel V.7. Analisa saringan pada Tanah Asli Tanon.......................................
61
Tabel V.8. Hasil sifat Fisis Tanah Campuran....................................................
57
Tabel V.9. Hasil Lolos Saringan Tanah Campuran..........................................
63
Tabel V.10. Hasil Klasifikasi Tanah pada Tanah Campuran……………........
65
Tabel V.11. Keterangan Grafik Pemadatan standard Proctor.......................... 67
Tabel V.12. Hasil Uji CBR Soaked pada Tanah Campuran……………….…. 68
Tabel V.13. σilai Teg. σormal ( ) dan Teg. Geser Tanah ( ), Sudut Gesek Dalam
( ) dan Kohesi (c) tanah asli Gadong…………………………… 70
Tabel V.14. σilai Teg. σormal ( ) dan Teg. Geser Tanah ( ), Sudut Gesek Dalam
( ) dan Kohesi (c) tanah campuran……………………………… 70
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I : TABEL HASIL DATA SEKUNDER
LAMPIRAN II : UJI KADAR AIR
LAMPIRAN III : UJI BERAT JENIS
LAMPIRAN IV : UJI ATTEMBERG LIMIT
LAMPIRAN V : UJI HIDROMETER
LAMPIRAN VI : UJI STANDART PROKTOR
LAMPIRAN VII : UJI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
LAMPIRAN VIII : UJI DIRECT SHEAR TEST (DST)
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
AASHTO
= American Association of State Highway and Transportation
Official
ASTM
= American Society for Testing and Materials
c
= kohesi (kg/cm2)
CBR
= California Bearing Ratio
CO2
= Karbon dioksida
DST
= Direct Shear Test
D10
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 10 (mm)
D30
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 30 (mm)
D60
= Diameter ukuran butiran tanah pada persen lolos 40 (mm)
F
= Persentase butiran lolos No.200
GI
= Group Index (indeks kelompok)
Gs
= Spesific Grafity (Berat jenis)
H2S
= Hydrogen Sulfida
IP
= Indeks Plastisitas (%)
LL
= Liquid Limit (batas cair) (%)
m1
= berat tanah basah dalam cawan (gram)
m2
= berat tanah kering oven (gram)
max
= maximum
opt
= optimum
PL
= Plastic Limit (batas plastis) (%)
SL
= Shringkage Limit batas susut (%)
USCS
= Unified Soil Clasification System
1
= volume tanah basah dalam cawan (cm3)
2
= volume tanah kering oven (cm3)
V
= Volume cetakan (cm3)
w
= kadar air (%)
W
= Berat tanah basah di dalam cetakan (gram)
xv
Ws
= berat kering tanah (gram)
Ww
= berat air dalam tanah (gram)
= Tegangan geser (kg/cm2 )
= Tegangan normal (kg/cm2)
= Sudut gesek dalam (o)
γb
= berat isi basah (gr/cm3)
γd
= berat isi kering (gr/cm3)
s
= berat volume butiran tanah (gram)
w
= berat volume air (gram)
xvi
PENGARUH PENAMBAHAN TANAH GADONG TERHADAP KUAT
DUKUNG DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG TANON
ABSTRAKSI
Berdasarkan letak geografis suatu tempat, jenis tanah, karakteristik dan
sifat tanah, tidak semua tanah itu sama sehingga belum tentu tanah tersebut baik
digunakan untuk pendukung kekuatan struktur. Demikian juga kondisi tanah di
Desa Jono Kecamatan Tanon Kabupaten Sragen yang sering bermasalah antara
lain retak-retak, bergelombang, dan penurunan badan jalan. Tanah Gadong adalah
tanah yang berasal dari Kecamatan Tulakan Kabupaten Pacitan yang berwarna
keabu-abuan mirip dengan semen. Tanah ini diambil sekitar kedalaman ± 8m dari
muka tanah dan pengambilan tanah dengan cara menggali. Warga sekitar sering
menggunakan tanah Gadong tersebut dalam pembuatan pondasi, sumur karena
apabila terkena air maka akan menjadi lebih keras. Berdasarkan hal tersebut maka
dalam penelitian ini akan dibahas mengenai sifat fisis dan mekanis tanah antara
lain nilai CBR dan kuat geser tanah Desa Jono, Tanon, Sragen apabila distabilisasi
dengan tanah Gadong dengan persentase 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 15% dari
sample.
Metode penelitian melalui serangkaian pengujian, yaitu kadar air (water
content), berat jenis (specific gravity), analisa saringan dan hydrometer (grain size
analysis), CBR dan DST dengan mengacu pada standar ASTM dan prosedur
pengujian di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa klasifikasi tanah campuran berdasar
sistem AASHTO, tanah Tanon Sragen termasuk ke dalam kelompok A-7-5 dan A7-6, yakni tanah lempung bersifat tidak baik. Sedang berdasar klasifikasi sistem
USCS, tanah campuran termasuk ke dalam kelompok CH yaitu berupa tanah
lempung anorganik dengan plastisitas tinggi dan OH yaitu lempung organik
dengan plastisitas sedang sampai tinggi. Berdasar klasifikasi secara umum tidak
terjadi perubahan yang signifikan akan tetapi dengan penambahan Tanah Gadong
ternyata tanah Gadong belum mampu memperbaiki sifat tanah Tanon Sragen, hal
ini dapat dilihat dari penurunan nilai specific gravity, kadar air, indeks plastis,
Finer # 200 (%) serta peningkatan nilai batas plastis batas cair, batas susut. Nilai
CBR (California Bearing Ratio) soaked pada tanah asli sebesar 6.44 Nilai kohesi (
c ) pada pengujian geser langsung pada tanah asli yakni sebesar 3,43 kg/cm2 dan
nilai (
) sebesar 32,29o. Nilai CBR (California Bearing Ratio) soaked
mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya penambahan Tanah Gadong.
Nilai CBR (California Bearing Ratio) soaked terkecil tejadi pada penambahan
Tanah Gadong 7,5% yakni sebesar 1,33. Nilai kohesi ( c ) dan nilai ( ) pada
pengujian geser langsung pada tanah campuran tidak menunjukkan perbaikan
yang berarti pada tanah Tanon.
Kata kunci
: tanah, sifat fisis dan mekanis, CBR, DST
xvii