PENGGUNAAN SOIL CEMENT MIXING SKALALABORATORIUM UNTUK STABILISASI TANAH LEMPUNG

PLASTISITAS TINGGI PADA INDEKS LIKUIDITAS 0 DAN0.25

`

SOIL CEMENT MIXING IN LABORATORY SCALE FOR STABILIZATION OFHIGH CLAY PLASTICITY IN LIQUIDITY INDEX 0 AND 0.25

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

MASANGGUN VELENTINA

I1114055

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGGUNAAN SOIL CEMENT MIXING SKALALABORATORIUM UNTUK STABILISASI TANAH LEMPUNG

PLASTISITAS TINGGI PADA INDEKS LIKUIDITAS 0 DAN0.25

SOIL CEMENT MIXING IN LABORATORY SCALE FOR STABILIZATION OFHIGH CLAY PLASTICITY IN LIQUIDITY INDEX 0 AND 0.25

SKRIPSIDiajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh:

MASANGGUN VELENTINA

NIM I 1114055

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji pendadaranProgram Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan dosen pembimbing

Dosen Pembimbing I

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD

NIP. 19680702 199502 1 001

Dosen Pembimbing II

Dr. Niken Silmi Surjandari , ST.,MT

NIP. 19690903 199702 2 001

iii

HALAMAN PENGESAHAN

PENGGUNAAN SOIL CEMENT MIXING SKALALABORATORIUM UNTUK STABILISASI TANAH LEMPUNG

PLASTISITAS TINGGI PADA INDEKS LIKUIDITAS 0 DAN0.25

SOIL CEMENT MIXING IN LABORATORY SCALE FOR STABILIZATION OFHIGH CLAY PLASTICITY IN LIQUIDITY INDEX 0 AND 0.25

Disusun oleh:

MASANGGUN VELENTINA

NIM I 1114055

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada hari : Selasa

Tanggal : 02 Agustus 2016

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD ...................................NIP. 19680702 199502 1 001

Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT ....................................NIP. 19690903 199702 2 001

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

Ir. Noegroho Djarwanti, MT ....................................NIP. 19561112 198403 2 007

Disahkan,Kepala Program Studi

Teknik SipilFakultas Teknik UNS

Wibowo, S.T., DEA.NIP. 196810071995021001

iv

ABSTRAK

Masanggun Velentina, 2016. Penggunaan Soil Cement Mixing SkalaLaboratorium Untuk Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi Pada IndeksLikuiditas 0 dan 0.25. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik.Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Stabilisasi tanah merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan stabilitas dankapasitas daya dukung tanah. Tanah lempung plastisitas tinggi berpotensi menjaditanah yang bermasalah karena mempunyai kekuatan rendah dan penurunan yangtinggi. Salah satu metode untuk meningkatkan daya dukung adalah stabilisasitanah lempung menggunakan semen.

Penelitian ini menggunakan tanah lempung plastisitas tinggi dari daerah rawa-rawa di Grogol, kabupaten Sukoharjo, Jawa Tengah yang dikondisikan kadarairnya pada Indeks Likuiditas (LI) 0 dan 0.25. Stabilisasi tanah ini berfokus padapeningkatan daya dukung tanah dengan variasi semen:tanah (15%, 20% dan 25%terhadap berat kering tanah) dan variasi Faktor Air Semen/FAS (35%, 45%, 55%dan 65% terhadap berat semen kering yang dibutuhkan) dengan pencampuranbahan stabilisasi menggunakan alat soil cement mixing skala laboratorium.Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) dilakukan pada 7 hari saatkondisi tak-terendam dan terendam.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan tanah terbesar pada proporsisemen : tanah 25% dan FAS 35% pada kadar air LI = 0 dan LI = 0.25 adalah824,16 kN/m2 dan 654.66 kN/m2 dalam kondisi tak-terendam sedangkan dalamkondisi terendam kuat tekan tanah sebesar 605.60 kN/m2 dan 563.24 kN/ m2.Selain itu diketahui bahwa kuat tekan tanah dalam kondisi tak-terendam lebihtinggi dari kondisi terendam.

Kata Kunci: Stabilisasi tanah; Tanah lempung plastisitas tinggi; Soil CementMixing Skala Laboratorium

v

ABSTRACT

Masanggun Velentina, 2016. Soil Cement Mixing in Laboratory Scale ForStabilization of High Clay Plasticity in Liquidity Index. Skripsi, Department ofCivil Engineering.Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Surakarta.

Stabilization land is one attempt to increase stability and capacity land . Clay highplasticity potential to be land troubled because they have low power andsettlement high . One method of improving capacity is stabilization land loam usecement.

This study uses a clay high plasticity from Sukoharjo with controling watercontent in liquidity indeks (LI) 0 and 0.25. This soil stabilization focuses to knowincreasing bearing capacity on varying cement content (15%, 20% and 25% of thedry weight soil) and varying water-cement ratio (20%, 25%, 30% and 35% of thedry weight of cement needed) by mixing stabilization used a soil cement mixingscale laboratory. Unconfined Compressive Strength (UCS) testing at 7 days inunsoaked and soaked condition.

The research results show that compressive strength largest in the proportion ofcement: the ground 25 % and fas 35 % in LI = 0 and LI = 0.25 is 824,16 kN/m2

and 654.66 kN/m2 in unsoaked while in a soaked compressive strength is 605.60kN/m2 and 563.24 kN/ m2.In addition be seen that compressive strength in aunsoaked higher than soaked.

Keyword: Clay High plastisity; Soil stabilization; Soil Cement Mixing in ScaleLaboratory.

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat danhidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir denganjudul “Penggunaan Soil Cement Mixing Skala Laboratorium Untuk StabilisasiTanah Lempung Plastisitas Tinggi Pada Indeks Likuiditas 0 dan 0.25”.Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelarSarjana 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. Dengan segala kerendahan hati, padakesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UniversitasSebelas Maret Surakarta.

2. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT selaku dosen pembimbing skripsi.

3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas TeknikUniversitas Sebelas Maret Surakarta

4. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Non-reg.5. Seluruh keluarga besar saya.6. 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 ilmupengetahuan khususnya bidang teknik sipil.

Surakarta, Agusutus 2016

Penyusun

vii

DAFTAR ISI

hal

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iii

ABSTRAK ....................................................................................................... iv

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

KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi

DAFTAR ISI.................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix

DAFTAR TABEL............................................................................................ xi

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xii

BAB 1 PENDAHULUAN

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

1.5.1. Manfaat teoritis ................................................................................... 3

1.5.2. Manfaat praktis .................................................................................... 3

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 4

2.2. Landasan Teori ..................................................................................... 5

2.2.1. Tanah ................................................................................................... 5

2.2.2. Tanah lempung .................................................................................... 6

2.2.3. Tanah lempung plastisitas tinggi ........................................................ 6

2.2.4. Batas Atterberg .................................................................................... 7

2.2.5. Stabilisasi tanah ................................................................................... 9

2.2.6. Stabilisasi tanah dengan semen ........................................................... 11

2.2.7. Metode stabilisasi di laboratorium....................................................... 11

viii

2.2.8. Pengujian Kuat Tekan Silinder ............................................................ 12

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian .................................................................................. 13

3.1.1 Data sekunder....................................................................................... 13

3.1.2 Pengujian kadar air tanah awal ............................................................ 14

3.2. Pengkondisian Kadar Air LI=0 dan LI=0.25 ....................................... 15

3.3. Persiapan Semen dan FAS ................................................................... 15

3.4. Soil Cement Mixing........................................................... ................... 16

3.5. Pencampuran dan Perawatan Sampel................................................... 18

3.6. Pengujian Pokok................................................................................... 19

3.7. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 19

BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian dan Pembahasan ........................................................ 21

4.1.1 Pengkondisian tanah dengan kadar Air LI=0 dan LI=0.25.................. 21

4.1.2 Pencampuran tanah lempung dengan bahan stabilisasi ....................... 22

4.1.3 Pengaruh semen dan faktor air semen terhadap kekakuan tanah ........ 24

4.1.4 Pengaruh variasi proporsi semen terhadap kuat tekan pada tanah LI=0 dan

LI =0.25................................................................................................ 25

4.1.5 Perbandingan pengaruh FAS terhadap kuat tekan pada kadar air LI=0 dan

LI =0.25................................................................................................ 28

4.1.6 Perbandingan dengan penelitian sebelumnya pada FAS 35% dan proporsi

semen:tanah 15% (Mahmood dkk, 2016) ............................................ 30

4.1.7 Perbandingan dengan penelitian sebelumnya (Mahmood, 2016) ........ 31

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 35

5.2. Saran .................................................................................................. 35

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... ........ 36

LAMPIRAN ............................................................................................... 38

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Klasifikasi tanah berdasarkan USCS pada tannah berbutir halus

(Krebs dan Walker, 1971) ........................................................ 7

Gambar 2.2 Hubungan Atterberg limit dan volume tanah (Hardiyatmo,

2010)......................................................................................... 7

Gambar 3.1. Peta lokasi pengambilan sample tanah (Ramzi Yahya, 2016) 13

Gambar 3.2. Sketsa soil cement mixing dalam skala laboratorium .............. 17

Gambar 3.3. Detail bor soil cement mixing ................................................ 18

Gambar 3.4a. Diagram alir penelitian ........................................................ 19

Gambar 3.4b. Diagram alir penelitian ........................................................ 20

Gambar 4.1. Hubungan tegangan-regangan tanah dengan variasi semen pada LI

= 0 FAS= 35%, dan masa perawatan 7 hari................................ 24

Gambar 4.2. Hubungan tegangan-regangan tanah dengan variasi semen pada LI

= 0.25 FAS= 35%, dan masa perawatan 7 hari........................... 25

Gambar 4.3. Pengaruh variasi proporsi semen terhadap kuat tekan dengan

variasi FAS pada kadar air LI = 0 tak-terendam dan terendam.. 27

Gambar 4.4. Pengaruh variasi proporsi semen terhadap kuat tekan dengan

variasi FAS pada kadar air LI = 0.25 tak-terendam dan terendam...27

Gambar 4.5. Pengaruh variasi FAS terhadap kuat tekan pada kadar air LI = 0

tak-terendam dan terendam......................................................... 28

Gambar 4.6. Pengaruh variasi FAS terhadap kuat tekan pada kadar air LI = 0.25

tak-terendam dan terendam......................................................... 29

Gambar 4.7. Hubungan qu dengan indeks likuiditas pada campuran semen 15 %

dan FAS 35 % berdasarkan Yunashirshon (2015), Ramzi (2016),

Mahmood (2016) dan Masanggun (2016) dalam keadaan unsoaked

dan soaked................................................................................... 31

Gambar 4.8. Hubungan qu dengan FAS pada kadar air LI = 0 berdasarkan

Mahmood (2016) dan Masanggun (2016) dalam keadaan unsoaked 32

Gambar 4.9. Hubungan qu dengan FAS pada kadar air LI = 0 berdasarkan

Mahmood (2016) dan Masanggun (2016) dalam keadaan soaked 33

Gambar 4.10. Hubungan qu dengan FAS pada kadar air LI = 0.25 berdasarkan

Mahmood (2016) dan Masanggun (2016) dalam keadaan unsoaked 33

x

Gambar 4.11. Hubungan qu dengan FAS pada kadar air LI = 0.25 berdasarkan

Mahmood (2016) dan Masanggun (2016) dalam keadaan soaked 34

xi

DAFTAR TABELTabel 2.1. Pemilihan bahan tambah untuk stabilisasi tanah (Hardiyatmo, 2010)10

Tabel 3.1. Indeks properti tanah lempung Sukoharjo (Yunashirson dkk, 2015) 14

Tabel 3.2. Proporsi bahan untuk stabilisasi.................................................... 16

Tabel 4.1. Proporsi bahan untuk stabilisasi .................................................. 23

Tabel 4.2. Hasil uji UCS dengan variasi proporsi semen kadar air LI = 0 26

Tabel 4.3. Hasil uji UCS dengan variasi proporsi semen kadar air LI = 0.25 26

Tabel 4.4. Perbandingan kuat tekan pada campuran semen 15% dan FAS 35 %

pada penelitian sebelumnya .......................................................... 30

Tabel 4.5. Perbandingan Proporsi Bahan Stabilisasi Mahmood (2016) dan

Masanggun (2016)......................................................................... 32

xii

DAFTAR NOTASI

LL : Liquid Limit (%)

PL : Platic Limit (%)

SL : Shrinkage Limit (%)

PI : Indeks Plastisitas (%)

LI : Liquidity Indeks

w : Kadar air (%)

Gs : Spesific Gravity

ɣb : Berat volume tanah basah (gr/cm3)

ɣd : Berat volume tanah kering (gr/cm3)

ɣs : Berat volume butiran (gr/cm3)

ɣsat : Berat volume tanah jenuh (gr/cm3)

ɣeff : Berat volume tanah efektif (gr/cm3)

ɣw : Berat jenis air (gr/cm3)

V : Volume (cm3)

e : Angka pori

n : Porositas

Sr : Derajat kejenuhan (%)

: Kuat tekan (kN/m2)

: Beban maksimum (kN)

: Luas penampang rata-rata atau luas terkoreksi (m2)

: 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)

Wb : Berat tanah basah

Ws : Berat tanah kering

Ww : Berat air

Wc : Berat semen kering

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Al-Rawas, A. A., Hago, A. W., & Al-Sarmi, H., 2005, "Effect Of Lime, Cement

and Sarooj (Artificial Pozzolan) on The Swelling Potential of an Expansive

Soil From Oman". Building and Environment, 40, 681–687.

Bergado, D. T., Anderson, L. R., Miura, N., & Balasubramaniam, A. S., 1996,

"Soft Ground Improvement in Lowland and Other Environments". New York,

NY: ASCE.

Das, B.M., 1995, "Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis),

Erlangga, Jakarta.

Ghosh A., Samanta M., Sharma S., Jain S.K., Kumar D., 2011. “Estimation of

Unconfined Compressive Strength of Cement Treated Soft Indian Coastal Clay”

Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Paper No. S-323.

Hardiyatmo, 2010, “Mekanika Tanah 1 edisi V”, Universitas Gajah Mada Press,

Yogyakarta.

Hardiyatmo, 2010, “Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan”, Universitas Gajah Mada

Press, Yogyakarta

Horpibulsk, S., Rachan, R., Suddeepong, A., & Chinkulkijniwat, A. 2011,

"Strength Development in Cement Admixed Bangkok Clay: Laboratory And

Field Investigations", Soils and Foundations, 51, 239–251.

Kamruzzaman, A., Chew, S., & Lee, F. 2009. "Structuration and Destructuration

Behavior of Cement-Treated Singapore Marine Clay". Journal of

Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 135, 573–589.

M.Kalwurai Mahmood, 2016. “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks

Likuiditas 0 dan 0.25 Menggunakan Semen dengan Variasi Faktor Air Semen”

Skripsi, Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.

Makusa, G.P., 2012. “Soil Stabilization Methods and Materials in Engineering Practice”

Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Lulea

University of Technology, Lulea, Sweden.

Nor F.Y., 2015. “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks Likuiditas 1

dan 1.25 Menggunakan Semen dengan Variasi Faktor Air Semen” Skripsi, Jurusan

Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

xiv

Standart Nasional Indonesia, 2012, SNI 6887:2012 “Metode Uji Kuat Tekan Silinder

Campuran Tanah-Semen”.

Yahya Ramzi., 2016. “Stabilisasi Tanah Lempung Plastisitas Tinggi pada Indeks

Likuiditas 0.5 dan 0.75 Menggunakan Semen dengan Variasi Faktor Air Semen”

Skripsi, Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.