PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical Drain
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
HALAMAN PERSETUJUAN
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh:
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng NIP. 19690717 199702 1 001 NIP. 19850917 201404 1 001
PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
Disusun oleh:
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Pada hari : Kamis Tanggal : 31 Agustus 2017
Tim Penguji
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T........................................
NIP. 19690717 199702 1 001 R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng ....................................... NIP. 19850917 201404 1 001 Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T.,M.T. ....................................... NIP. 19690903 199702 2 001 Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. ....................................... NIP. 19561112 198403 2 007
Disahkan, Tanggal : Kepala Program StudiTeknik Sipil Fakultas Teknik UNS Wibowo, S.T., DEA.
NIP. 19681007 199502 1 001
PERSEMBAHAN
Untuk Ayahanda Eko Kurniawan, Ibunda Kristina Wiwik W, sdr Dwiki Kurnia Putra, sdr. Revi Pandya Utama dan sdri. Amalia Dewanti yang selalu memberikan motivasi serta doa dan dukungan tanpa henti.
Untuk segenap keluarga besar KBK Geoteknik dan Laboratorium Mekanika Tanah yang telah menjadi keluarga kedua dan memberikan dukungan terbaik. Untuk tim drainase vertikal dan rekan-rekan skripsi yang senantiasa dapat bekerjasama dengan baik. Untuk sahabat-sahabat seperjuangan Teknik Sipil angkatan 2013 yang telah menjalani kebersamaan selama 4 tahun. Sukses selalu untuk kita semua.
MOTTO
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain
dan lingkungannya ”
ABSTRAK
Rifqi Adhityatama, 2017. Pengaruh Kolom Pasir Kelompok Pada Tanah Lunak
Sebagai Drainase Vertikal Dua Arah. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universsitas Sebelas Maret Surakarta.Pembangunan sebuah konstruksi bangunan selalu berada di atas tanah. Karakteristik tanah menjadi salah satu faktor penting didalamnya. Salah satu pekerjaan tanah yaitu penambahan atau penimbunan tanah. Permasalahan yang sering terjadi pada timbunan tanah adalah penurunan tanah yang relatif lama dan tidak merata yang mengakibatkan rusaknya bangunan yang terdapat diatasnya.
Penelitian ditunjukkan untuk melihat perilaku penambahan lapisan pasir pada dasar drum sebagai drainase vertikal yang dilihat dari penurunan pada plat besi pada saat dibebani beban pada tanah uji dengan kolom pasir. Pengujian dilakukan dengan pemberian beban pada tanah dengan kedalaman 15 cm, dan tanah dengan kedalaman 25 cm. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan kolom pasir mampu menambah kecepatan penurunan sebesar 0,8180 mm pada kedalaman 25 cm dan 0,5913 mm pada kedalaman 15 cm. Penambahan kolom pasir juga mampu mengurangi nilai Cv dan menaikkan nilai Cc pada konsolidasi. Penambahan drainase vertikal kolom pasir dapat mempercepat penurunan yang akan terjadi.
Kata kunci : tanah, drainase vertikal, kolom pasir.
ABSTRACT
Rifqi Adhityatama, 2017 . Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-
way Vertical Drain. Thesis. Civil Engineering Departement,Faculty of
Engineering, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Construction of a building is always above the ground. Soil characteristics
become one of the important factors. One of the land works is the addition or
stockpiling of the soil. The problem that often occurs in landfill that the settlement
is relatively long and uneven that resulted the destruction of the buildings. The
study was shown to look at the behavior of sand columns and sand layer on the
drum base as a vertical drain seen from the settlement in the iron plate when
loaded over the tested soil without and with the sand column. The test is done by
loading the soil without vertical drain, sand column with 15 cm depth, and sand
column with 25 cm depth. The results showed that the addition of sand column
was able to increase the settlement speed by 0.8180 mm at a depth of 25 cm and
0.5913 mm at a depth of 15 cm. Addition of sand columns is also able to reduce
the vallue of Cv and increase the value of Cc in consolidation. The addition of
vertical drain of sand columns can accelerate the settlement that will occur.Keywords : soil, vertical drain, sand column.
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala
rahmat hidayah dan karunia yang tidak ternilai yang telah diberikan sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul
“Pengaruh Kolom Pasir Kelompok Pada Tanah Lunak Sebagai Drainase
Vertikal Dua Arah ”. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret.Penulisan Skripsi/Tugas Akhir ini dapat berjalan baik tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan terimakasih kepada:
1. Wibowo, S.T, DEA selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan tugas akhir ini.
3. R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan tugas akhir ini.
4. Edy Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing akademik atas segala arahan, bimbingan serta dukungannya.
5. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku Ketua Laboratorium Mekanika Tanah beserta jajaran pengelola laboratorium yang telah memfasilitasi penelitian penulis dengan sangat baik.
6. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moral maupun material serta spriritual.
7. Teman-teman tim perkuatan tanah dasar lunak yang telah bekerja sama dengan sangat baik dalam penelitian kali ini.
8. Teman-teman S-1 Teknik Sipil angkatan 2013 terima kasih atas dukungan dan kerjasama yang kompak.
9.Semua pihak yang telah banyak memberi sumbangan pikiran dan bantuan selama penelitian hingga penyusunan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih ada kekurangan, dengansegala kerendahan hati penulis mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar- besarnya bagi semua pihak.
Surakarta, Agustus 2017 Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii PERSEMBAHAN .......................................................................................... iv MOTTO.......................................................................................................... v ABSTRAK .................................................................................................... vi
ABSTRACT ..................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..................................................................xvi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. ..xvii
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................ 3
BAB 2 LANDASAN TEORI .......................................................................... 4
2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 4
2.2. Dasar Teori ............................................................................................... 7 ...............................................................................................
2.2.1. Tanah lunak 7 ............................................................................................................
2.2.2. Pasir 8 ................................................................................................
2.2.3. Konsolidasi
8
2.2.4. Metode preloading dan drainase vertikal ........................................... 10
4.3.2. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm .....................................................
33
4.2.3. Rekapitulasi .............................................................................................
34
4.3. Perubahan Kadar Air ............................................................................... 35
4.3.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm .....................................................
35
38
32
4.4. Perubahan Nilai Hambatan Listrik pada Pasir .......................................... 41
4.4.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm .....................................................
41
4.4.1. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm .....................................................
42
4.5. Perbandingan Kadar Air Pasir dengan Hambatan .................................... 43
4.2.2. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm .....................................................
4.2.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm .....................................................
2.2.5. Perhitungan drainase vertikal ............................................................ 10
3.3.1. Tahap persiapan pengujian ....................................................................
BAB 3 METODE PENELITIAN ................................................................ 13
3.1. Uraian Umum ........................................................................................ 13
3.2. Alat Dan Bahan ....................................................................................... 14
3.2.1. Alat .................................................................................................. 14
3.2.2. Bahan ............................................................................................... 19
3.3. Tahap Penelitian...................................................................................... 21
21
4.2. Penurunan Tanah .................................................................................... 32
3.3.2. Tahap penelitian utama ...........................................................................
25
3.4. Hipotesa .................................................................................................. 29
3.5. Alur Penelitian ........................................................................................ 30
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN .................................................. 31
4.1. Hasil Pengujian Tanah ............................................................................ 31
4.6. Konsolidasi ............................................................................................. 44
.............................................................................................
4.6.1. Rekapitulasi
44
4.7. Perbandingan Analisis Perhitungan Penurunan dengan Pengamatan ........ 46
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 47
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 47
5.2. Saran ................................................................................................... 48 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 49 LAMPIRAN ................................................................................................. 50
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan C V dengan variasi jarak pengambilan sampel(Listyawan, 2015) ................................................................ 6
Gambar 2. 2 Pola pemasangan drainase vertikal (Hardiyatmo, 2015) ........ 11
Gambar 3.1. Drum tinggi 38 cm dan diameter 58 cm ................................. 14Gambar 3.2. Drum tampak atas ................................................................. 14 Gambar 3. 3 Sketsa potongan drum model 3 dimensi ................................. 15
Gambar 3. 4 Sketsa potongan alat model 2 dimensi ................................... 16
Gambar 3. 5 Jangka sorong........................................................................ 17
Gambar 3. 6 Waterpass ............................................................................. 17
Gambar 3. 7 Pengganti Alat pembebanan ................................................. 18
Gambar 3. 8 Plat besi................................................................................. 18
Gambar 3.9 Balok kayu ............................................................................. 18Gambar 3.10 AVO meter ........................................................................... 19Gambar 3.11 Tanah yang digunakan .......................................................... 19Gambar 3.12 Air........................................................................................ 20Gambar 3.13 Pasir ..................................................................................... 20Gambar 3.14 Sketsa model drainase vertikal kolom pasir (Sand ColumnVertical Drain ) ....................................................................... 21
Gambar 3.15 Memasukkan pasir kedalam drum ........................................ 22Gambar 3.16 Memasukkan tanah kedalam drum ........................................ 22Gambar 3.17 Proses melubangi tanah ........................................................ 23Gambar 3.18 Proses memasukkan pasir ..................................................... 23Gambar 3.19 Proses penambahan pasir ...................................................... 24Gambar 3.20 Posisi plat baja ..................................................................... 24Gambar 3.21 Beban yang digunakan ......................................................... 25Gambar 3.22 Sketsa kolom pasir pada drum uji ......................................... 26Gambar 3.23 Pemasangan kolom pasir dengan 3 titik pengukuranpenurunan, 3 titik pengukuran hambatan pasir, dan 3 titik pengukuran kadar air tanah lempung. ................................... 27
Gambar 3.24 Pengukuran penurunan dengan jangka sorong ...................... 28Gambar 3.25 Pengukuran hambatan pasir menggunakan AVO meter ........ 28Gambar 3.26 Pengambilan sampel tanah dan pasir..................................... 29Gambar 3.27 Diagram alur penelitian ........................................................ 30Gambar 4.1 Perbandingan penurunan tiap pemodelan ................................ 34Gambar 4.2 Kadar air pasir drainase vertikal kolom pasir 15 cm................ 36Gambar 4.3 Kadar air tanah drainase vertikal kolom pasir 15 cm ............... 37Gambar 4.4 Kadar air pasir drainase vertikal kolom pasir 25 cm................ 39Gambar 4.5 Kadar air tanah drainase vertikal kolom pasir 25 cm ............... 40Gambar 4.6 Perbandingan hambatan dan kadar air pasir tiap pemodelan.... 43Gambar 4.7 Nilai Cc pada tiap pengujian ................................................... 44Gambar 4.8 Nilai Cv pada tiap pengujian ................................................... 45Gambar 4.9 Perbandingan penurunan yang terjadi dengan analisa teori ..... 47DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi tanah lempung berdasarkan kuat geser tekan bebas(Peck dkk,1953) .......................................................................... 8
Tabel 2.2 Klasifikasi tanah lempung berdasarkan kadar air (Braja, 1985) ... 8Tabel 2.3 Tipe drainase vertikal dan cara pemasangan(Hardiyatmo,2015) .. 11 Tabel 4. 1 Hasil pengujian tanah lunak ...................................................... 31
Tabel 4. 2 Tambahan penurunan drainase vertikal kolom pasir 15 cm ........ 32
Tabel 4. 3 Tambahan penurunan drainase vertikal kolom pasir 25 cm ........ 33
Tabel 4. 4 Kadar air pasir pada drainase vertikal kolom pasir 15 cm ........... 36
Tabel 4. 5 Kadar air tanah pada drainase vertikal kolom pasir 15 cm ......... 37
Tabel 4. 6 Kadar air pasir pada drainase vertikal kolom pasir 25 cm .......... 38
Tabel 4. 7 Kadar air tanah pada drainase vertikal kolom pasir 25 cm ......... 40
Tabel 4. 8 Nilai hambatan pasir pada drum drainase vertikal kolom pasir
15 cm........................................................................................ 41
Tabel 4. 9 Nilai hambatan pasir pada drum drainase vertikal kolom pasir
5 cm ......................................................................................... 42
Tabel 4. 10 Nilai indeks pemampatan (Cc) tiap pemodelan......................... 44
Tabel 4. 11 Nilai indeks pemampatan (Cv) tiap pemodelan......................... 45
Tabel 4. 12 Besar penurunan tiap pemodelan .............................................. 46
Tabel 4. 13 Besar penurunan tiap pemodelan .............................................. 46
z = kedalaman titik yang ditinjau (m)
= besarnya angka pori pada tegangan
q = besar beban merata (kPa) r = jari
= tambahan tegangan (kPa)
σ z
)
2
= tegangan tambahan pada tanah (kg/m
) ∆σ
2
σ = tegangan awal tanah (kg/m
= besarnya angka pori awal pengujian
2 S p = penurunan primer (m) H = tebal lapisan terkonsolidasi (m) C c = koefisien kompresi e
p’
2
T v = time factor t i
1 e
e 1 = besarnya angka pori pada tegangan p’
)
2
p’
2 = tekanan efektif pada tanah compressible akhirpengujian (kg/cm
)
2
H = tebal tanah (cm) p’
1 = tekanan efektif pada tanahcompressible awal pengujian (kg/cm
/detik)
2
C v = koefisien konsolidasi (cm
= waktu terjadinya konsolidasi (detik)
- – jari penampang beban (m)