PENGARUH KOLOM KARBIT PADA TANAH EKSPANSIF DENGAN PENGALIRAN DARI KOLOM KE TANAH

  

PENGARUH KOLOM KARBIT PADA TANAH EKSPANSIF

DENGAN PENGALIRAN DARI KOLOM KE TANAH The Effects of Carbide Column on Expansive Soil with Column to Soil Drainage

SKRIPSI

  Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

  Disusun Oleh : ALFIAN MUAMAR RIFA’I NIM I0113007 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017

  

PENGARUH KOLOM KARBIT PADA TANAH EKSPANSIF

DENGAN PENGALIRAN DARI KOLOM KE TANAH The Effects of Carbide Column on Expansive Soil with Column to Soil Drainage

  Disusun Oleh :

ALFIAN MUAMAR RIFA’I NIM I0113007

  Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

  Disetujui Dosen Pembimbing I

  Dr. Bambang Setiawan, ST, MT NIP 19690717 199702 1 001

  Dosen Pembimbing II Ir. Noegroho Djarwanti, MT

  NIP 19561112 198403 2 007

HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH KOLOM KARBIT PADA TANAH EKSPANSIF DENGAN PENGALIRAN DARI KOLOM KE TANAH

  The Effects of Carbide Column on Expansive Soil with Column to Soil Drainage

  Disusun Oleh :

ALFIAN MUAMAR RIFA’I NIM I0113007

  Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  Pada hari : Kamis Tanggal : 14 September 2017 Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. .......................................

  NIP 19690717 199702 1 001 Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. ....................................... NIP. 19561112 198403 2 007 Yusep Muslih P, S.T., M.T., Ph.D ....................................... NIP. 19680702 199502 1 001 R. Harya Dananjaya H. I., S.T., M.Eng. ....................................... NIP 19850917 201404 1 001

  Disahkan, Ketua Program Studi

  Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Wibowo, S.T., DEA.

  NIP. 19681007 199502 1 001

  

ABSTRAK

Alfian Muamar R., 2017. Pengaruh Kolom Karbit terhadap Tanah Ekspansif dengan Pengaliran dari Kolom ke Tanah. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

  Tanah ekspansif merupakan tanah yang memiliki potensi kembang-susut akibat perubahan kadar air. Tanah jenis ini akan mengalami pengembangan jika kadar airnya tinggi dan mengalami penyusutan jika kadar airnya rendah. Perilaku tersebut dapat membahayakan apabila di atas tanah akan didirikan bangunan. Penggunaan kolom yang diisi dengan zat aditif seperti karbit dilakukan guna mengurangi dampak negatif akibat perilaku tanah ekspansif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kolom karbit terhadap tanah ekspansif. Pengamatan dilakukan terhadap pengembangan dan penyebaran karbit dalam tanah.

  Karbit atau Kalsium Karbida merupakan senyawa kimia dengan rumus CaC 2 . Senyawa tersebut akan menghasilkan gas asetilen dan panas ketika bereaksi dengan air. Penelitian ini menggunakan kolom karbit yang berjumlah 7 buah.

  Kolom karbit dengan diameter 5 cm dan tinggi 20 cm dipasang ke dalam tanah dengan jarak antar kolom 8,75 cm. Pembasahan dilakukan melalui pipa pada pusat kolom karbit selama 20 hari. Pengamatan dilakukan terhadap tanah ekspansif tanpa kolom karbit dan tanah ekspansif dengan kolom karbit.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kolom karbit dapat mengurangi persentase mengembang sebesar 4,73 %. Pembasahan melalui pusat kolom karbit dapat membantu menyebarkan karbit ke dalam tanah. Hasil uji kandungan tanah menunjukkan bahwa dalam sampel tanah ekspansif terdapat 54,78 % senyawa penyusun karbit yaitu Kalsium Oksida (CaO). Penggunaan kolom karbit juga dapat menurunkan tingkat ekspansifitas tanah ditinjau dari nilai indeks plastisitas dan indeks susut. Kata kunci: tanah ekspansif, karbit, pengembangan, penyebaran

ABSTRACT

  

Alfian Muamar R., 2017. The Effects of Carbide Columns on Expansive Soil With

Column to Soil Drainage. Thesis. Civil Engineering Department. Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Surakarta.

The expansive soil is soil that has a potential for swelling-shrinking due to

changes in water content. This type of soil will experience swelling if the water

content is high and shrinking if the water content is low. Such behavior can exert

enough force on building above to cause damage. The use of columns filled with

additives such as Calcium Carbide is done to reduce the negative impact of

expansive soil behavior. This study aims to determine the effect of carbide

columns on expansive soil. Observations were made on swelling and spreading of

carbides in the soil.

  Carbide or Calcium Carbide is a chemical compound with CaC 2 formula. The

compound will produce acetylene gas and heat when reacting with water. This

study uses 7 pieces of carbide columns. Carbide columns with 5 cm diameter and

20 cm height were installed into the soil with an inter-column spacing of 8,75 cm.

Wetting is done through a pipe at the center of the carbide column for 20 days.

Observations were conducted on expansive soil without carbide columns and

expansive soil with carbide columns.

  

The results showed that the addition of carbide column could reduce the

percentage of swelling by 4,73%. Wetting through the center of the carbide

column can help spread the carbide into the soil. Result of soil content test

showed that there were 54,78% carbide composition compound which is Calcium

Oxide (CaO) in samples of expansive soil. The use of carbide columns can also

decrease the rate of soil expansivity in terms of the plasticity index and shrinkage

index.

  Keywords: expansive soil, carbide, swelling, spreading

  Puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul

  “Pengaruh Kolom Karbit pada Tanah Ekspansif dengan Pengaliran dari Kolom ke Tanah ”. Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat

  memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2017. Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada: 1.

  Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  2. Dr. Bambang Setiawan S.T., M.T. selaku dosen pembimbing skripsi I.

  3. Ir. Noegroho Djarwanti, MT. selaku dosen pembimbing skripsi II.

  4. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D, Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T., dan R. Harya Dananjaya H. I. S.T., M.Eng selaku dosen KBK Geoteknik.

  5. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  6. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  7. Semua pihak yang telah membantu proses penelitian ini 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, Agustus 2017 Penyusun

  HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv

  

ABSTRACT ............................................................................................ ........... v

  KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN

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

  1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 1

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

  1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................. 2

  1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................ 2

BAB 2 LANDASAN TEORI

  2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................... 3

  2.2. Dasar Teori ........................................................................................... 4

  2.2.1 Tanah ekspansif .................................................................................... 4

  2.2.2 Batas konsistensi Atterberg .................................................................. 5

  2.2.2.1 Batas cair (liquid limit) ......................................................................... 5

  2.2.2.2 Batas plastis (plastic limit) ................................................................... 5

  2.2.2.3 Batas susut (shrinkage limit) ................................................................ 5

  2.2.2.4 Indeks plastisitas (plasticity index) ...................................................... 6

  2.2.2.4 Indeks susut (shrinkage index) ............................................................. 6

  2.2.3 Identifikasi tanah ekspansif .................................................................. 6

  2.2.5 Stabilisasi tanah dengan metode kolom ............................................... 7

  2.2.6 Karbit .................................................................................................... 8

BAB 3 METODE PENELITIAN

  3.1 Uraian Umum ....................................................................................... 9

  3.2 Alat dan Bahan.................................................................................... 10

  3.2.1 Alat...................................................................................................... 10

  3.2.2 Bahan .................................................................................................. 12

  3.3 Tahapan Penelitian .............................................................................. 13

  3.4 Hipotesa .............................................................................................. 22

  3.5 Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 23

BAB 4 HASIL UJI DAN PEMBAHASAN

  4.1 Pengujian Pendahuluan ....................................................................... 25

  4.1.1 Pengujian X-Ray Fluorescence (XRF) ............................................... 25

  4.1.2 Hasil identifikasi kandungan tanah ..................................................... 25

  4.2 Pengujian Tanah ................................................................................. 26

  4.3 Pengujian Utama ................................................................................. 27

  4.3.1 Hasil pengujian swelling ..................................................................... 27

  4.3.2 Hasil pengujian X-Ray Fluorescence (XRF) setelah pembasahan ...... 28

  4.3.3 Hasil pengujian Unconfined Compression Strength (UCS) ............... 28

  4.4 Pengujian Tanah setelah Pembasahan ................................................ 29

  4.5 Pembahasan Hasil Pengujian Swelling ............................................... 29

  4.5.1 Perbandingan swelling area I .............................................................. 30

  4.5.2 Perbandingan swelling area II ............................................................. 31

  4.5.3 Perbandingan swelling area IIIA......................................................... 32

  4.5.4 Perbandingan swelling area IIIB ......................................................... 33

  4.5.5 Perbandingan swelling area IV ........................................................... 34

  4.5.6 Pembahasan swelling seluruh area ...................................................... 35

  4.6 Penyebaran Karbit dalam Tanah ........................................................ 38

  4.6.1 Perbandingan hasil pengujian XRF ..................................................... 39

  4.6.2 Identifikasi kandungan karbit dalam tanah ......................................... 40

  4.7 Pembahasan Hasil Uji Unconfined Compression Strength (UCS) ..... 41

  4.8 Pembahasan Hasil Uji Tanah .............................................................. 42

  4.9 Kesimpulan Sementara ....................................................................... 43

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 45

  5.2 Saran ................................................................................................... 45 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... xv LAMPIRAN ......................................................................................................... xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Drum uji ......................................................................................... 10Gambar 3.2 Kasa ............................................................................................... 10Gambar 3.3 Pipa ................................................................................................ 11Gambar 3.4 Kayu .............................................................................................. 11Gambar 3.5 Termometer ................................................................................... 12Gambar 3.6 Jangka sorong ................................................................................ 12Gambar 3.7 Tanah ekspansif ............................................................................. 12Gambar 3.8 Air .................................................................................................. 13Gambar 3.9 Karbit ............................................................................................. 13Gambar 3.10 Pengambilan sampel tanah ............................................................ 14Gambar 3.11 Sisi kering kadar air optimum ...................................................... 15Gambar 3.12 Memasukkan tanah ke dalam drum ............................................... 15Gambar 3.13 Tampak atas tanah dengan kolom karbit ....................................... 16Gambar 3.14 Tampak atas tanah tanpa kolom karbit .......................................... 16Gambar 3.15 Potongan melintang tanah dengan kolom karbit ........................... 17Gambar 3.16 Potongan melintang tanah tanpa kolom karbit .............................. 17Gambar 3.17 Pemasangan termometer ................................................................ 18Gambar 3.18 Letak titik pengamatan tanah dengan kolom karbit ...................... 19Gambar 3.19 Letak titik pengamatan tanah tanpa kolom karbit ......................... 19Gambar 3.20 Pembagian area pengamatan tanah tanpa kolom karbit................. 20Gambar 3.21 Pembagian area pengamatan tanah dengan kolom karbit .............. 20Gambar 3.22 Pemberian air pada tanah ekspansif .............................................. 21Gambar 3.23 Pengukuran swelling ...................................................................... 21Gambar 3.24 Pengambilan sampel dan pengujian UCS ...................................... 22

  Gambar 3.25a Diagram alir penelitian .................................................................. 23 Gambar 3.25b Diagram alir penelitian .................................................................. 24

Gambar 4.1 Hasil uji swelling ........................................................................... 27Gambar 4.2 Perbandingan swelling area I ......................................................... 30Gambar 4.3 Perbandingan swelling area II ....................................................... 31Gambar 4.4 Perbandingan swelling area IIIA ................................................... 32Gambar 4.6 Perbandingan swelling area IV ...................................................... 34Gambar 4.7 Perbandingan tinggi tanah tanpa kolom karbit .............................. 35Gambar 4.8 Perbandingan tinggi tanah dengan kolom karbit ........................... 35Gambar 4.9 Retakan di sekitar titik K ............................................................... 38Gambar 4.10 Perubahan volume kolom karbit setelah pembasahan ................... 40

DAFTAR TABEL

Tabel 4.6 Hasil uji tanah setelah pembasahan............................................... 29Tabel 4.12 Perbandingan tingkat ekspansifitas tanah ..................................... 43Tabel 4.11 Perbandingan hasil uji tanah ......................................................... 42Tabel 4.10 Perbandingan hasil uji UCS .......................................................... 41Tabel 4.9 Perbandingan hasil uji XRF ........................................................... 39Tabel 4.8 Perbandingan presentase swelling seluruh titik pengamatan ........ 37Tabel 4.7 Perubahan suhu pada tanah ekspansif dengan kolom karbit ......... 36Tabel 2.1 Potensi pengembangan mineral lempung murni

  (Budge et al., 1964) ....................................................................... 4

Tabel 4.4 Hasil uji UCS tanah ekspansif tanpa kolom karbit........................ 28Tabel 4.3 Hasil uji XRF setelah pembasahan ................................................ 28Tabel 4.2 Hasil uji tanah ............................................................................... 26Tabel 4.1 Hasil uji XRF ................................................................................. 25Tabel 3.1 Letak titik pengamatan .................................................................. 18Tabel 2.3 Tingkat ekspansifitas berdasarkan indeks susut (Jitno, 1988) ...... 7Tabel 2.2 Hubungan potensi pengembangan dan PI (Chen, 1988) ............... 6Tabel 4.5 Hasil uji UCS tanah ekspansif dengan kolom karbit ..................... 28

DAFTAR NOTASI

  w = kadar air G s = specific gravity LL = liquid limit PL = plastic limit SL = shrinkage limit PI = plasticity index SI = shrinkage index Cu = kohesi qu = kuat tekan bebas