pengaruh bahan tambah fly ash terhadap...
TRANSCRIPT
i
PENGARUH BAHAN TAMBAH FLY ASH TERHADAP KARAKTERISTIK TANAH LEMPUNG
EKSPANSIF DI DAERAH DRINGU KABUPATEN PROBOLINGGO
Tugas Akhir
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
KUKUH WIRASETIYO
201210340311101
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2017
ii
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Assalamualaikum,
Segala puji bagi Tuhan semesta alam, atas karuniaNya lah skripsi ini bisa diselesaikan. Tiada mampu tangan menuliskan kata-kata jika bukan Allah yang menggerakan, tiada mampu otak ini berfikir jika bukan Allah yang menunjukkan, tiada mampu hati ini bertahan jika bukan Allah yang menguatkan dan dengan seizinNya jua lah skripsi ini bisa diselesaikan. “…dan aku belum pernah kecewa dalam berdoa kepada Engkau, ya Rabbku” (QS:19:4).
Teruntuk kedua orang tuaku terimakasih sebanyak banyaknya untuk waktu, tenaga, pikiran, kesabaran, keringat dan pendidikan yang telah di tuangkan kepadaku. Skripsi ini kupersembahkan kepada ibu bapak yang terkasih sepenuhnya. Untuk keluarga bapak Sutriyo.
Kemudian untuk para sahabat dan para saudaraku terimakasih juga untuk waktu, tenaga dan pengorbanannya dalam membantu selesainya penelitian ini teruntuk brother hood Hasyim Alhadar big thanks for all dah banyak kali ilmu yang kudapat. Teruntuk brader sister Arciv B’12 thanks for 5 years ago. and than untuk anak Sipil ’11, ’12, ’13 Universitas Muhammadiyah Malang. terimakasih banyak juga buat semuanya yang gak bisa di sebutin satu persatu, semua kebaikan kalian akan selalu kuingat.
v
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmannirrahim. Assalamu’alaikum wr.wb
Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh Bahan Tambah Fly Ash Terhadap Karakteristik Tanah Lempung Ekspansif di Daerah Dringu Kabupaten Probolinggo” ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik. Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi penulis sendiri.
Selama mengerjakan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penulis dapat mengerjakan tugas akhir ini dengan baik, oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada:
1. Segenap pimpinan dan jajaran staf Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Ibu Ir, Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 3. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT., selaku dosen pembimbing I dan Bapak
Dr.Ir. Sunarto, MT. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan pengetahuan materi yang bermanfaat dalam penyusunan tugas akhir ini.
4. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2012 atas kerjasama dan bantuannya dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
5. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga
tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua. Wassalamu’alaikum wr.wb
Malang, 05 Oktober 2017
Kukuh Wirasetiyo
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………….. i
LEMBAR PENGESAHAN…………………………………………………… ii
SURAT PERNYATAAN……………………………………………………… iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ………………………………………………… iv
KATA PENGANTAR…………………………………………………………. v
ABSTRAK……………………………………………………………………. vi
DAFTAR ISI…………………………………………………………………. vii
DAFTAR TABEL……………………………………………………………. viii
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………….. ix
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………… x
I. PENDAHULUAN …………………………………………………… 1 1.1 Latar belakang …………………………………………………… 1 1.2 Hipotesa Penelitian …………………………………………………… 3 1.3 Rumusan masalah …………………………………………………… 3 1.4 Batasan Masalah …………………………………………………… 3 1.5 Tujuan Penelitian …………………………………………………… 4 1.6 Manfaat Penelitian …………………………………………………… 4 1.7 Metode Pengambilan Data …………...…………………………………5
II. TINJAUAN PUSTAKA …………………………………………… 6
2.1 Tanah …………………………………………………… 6 2.1.1 Sistem Klasifikasi Tanah …………………………………… 8 2.1.2 Tanah Lempung Ekspansif …………………………………. 10
2.2 Fly Ash …………………………………………………………... 12 2.3 Stabilitas Tanah ………………………….……………………….. 14 2.4 Prosedure Pengujian Laboratorium ………………………………… 16 2.5 Pengujian Indeks Properties ……………………………………16 2.6 Pemaadatan Tanah ……………………………………………21 2.7 CBR (California Bearing Ratio) ……………………………………21 2.8 Kuat Tekan Bebas ……………………………………………………23
III. METODE PENELITIAN …………………………………………... 26
3.1 Studi Literatur …………………………………............... 28 3.2 Pengambilan Sampel …………………………........................... 28 3.3 Persiapan Alat dan Bahan …………………………………... ………29
vii
3.4 Pengujian Sifat Fisis Tanah …………………………………............... 29 3.4.1 Pengujian Kadar Air …………………………………………... 29 3.4.2 Berat Jenis Tanah …………………………………………. 30 3.4.3 Pengujian Atterberg Limit …………………………………....32 3.4.4 Analisa Saringan …………………………………………....36 3.4.5 Analisa Hidrometer …………………………………………....37
3.5 Rancangan Benda Uji …………………………………………... 39 3.5.1 Sampel Benda Uji Tanah Asli …………………………………... 39 3.5.2 Rancangan Variasi Campuran Pembuatan CBR (soaked) …. 39 3.5.3 Rancangan Variasi Campuran Pembuatan Kuat Tekan Bebas ...39 3.5.4 Perhitungan Kebutuhan Bahan Uji CBR …………………....40 3.5.5 Perhitungan Kebutuhan Bahan Uji Pemadatan …………....41
3.6 Pengujian Sifat Mekanis Tanah ………………………………… 41 3.6.1 Pemadatan ………………………………………………….. .41 3.6.2 Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compressive Test) ……….… . 43 3.6.3 CBR (California Bearing Ratio) …………………………....46
IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ……………………...…… 50
4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisis Tanah ………………..……………….…... 50 4.1.1 Pengujian Kadar Air Tanah …………………………………... 50 4.1.2 Pemeriksaan Berat Jenis Tanah ……….………………… .51 4.1.3 Pemeriksaan Ukuran Butiran Tanah …………………………....52
4.1.3.1 Analisa Saringan …………………………………....52 4.1.3.2 Analisa Hidrometer …………………………………....54
4.1.4 Atterberg Limits ………………………………………….. .56 4.2 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah …………………………....69
4.2.1 Pemeriksaan Pemadatan …………………………………... 69 4.2.2 CBR (California Bearing Ratio) ……….…………………. 71 4.2.3 Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compressive Test) ……………99
V. PENUTUP …………………………………………………. 112
5.1 Kesimpulan …………………………………………………. 112 5.2 Saran …………………………………………………. 113
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai Indeks Plastisitas dan Macam Tanah 6
Tabel 2.2. Potensi Kembang Tanah Lempung Ekspansif di Pulau Jawa 11
Tabel 2.3. Perkiraan Persen Pengembangan Berdasarkan (ASTM-D1883) 12
Tabel 2.4. Klasifikasi Tanah Berdasarkan CBR 22
Tabel 2.5. Parameter Konsistensi Tanah 24
Tabel 3.1. Rancangan Kebutuhan Benda Uji 39
Tabel 3.2. Kebutuhan Benda Uji CBR 40
Tabel 3.3. Kebutuhan Benda Uji Pemadatan 41
Tabel 4.1. Pengujian Kadar Air (Fly Ash 0%) 50
Tabel 4.2. Pemeriksaan Berat Jenis Tanah (Fly Ash 0%) 52
Tabel 4.3. Hasil Data Analisa Saringan 53
Tabel 4.4. Hasil Data Analisa Hidrometer 55
Tabel 4.5. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 0%) 56
Tabel 4.6. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 0%) 58
Tabel 4.7. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 2,5%) 59
Tabel 4.8. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 2,5%) 59
Tabel 4.9. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 5%) 60
Tabel 4.10. HasilPemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 5%) 61
Tabel 4.11. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 7,5%) 61
Tabel 4.12. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 7,5%) 62
Tabel 4.13. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 10%) 63
Tabel 4.14. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 10%) 63
Tabel 4.15. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 12,5%) 64
Tabel 4.16. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 12,5%)…………..64
Tabel 4.17. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 15%) 65
Tabel 4.18. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 15%) 66
Tabel 4.19. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 17,5%) 66
Tabel 4.20. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 17,5%) 67
Tabel 4.21. Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 20%) 67
Tabel 4.22. Hasil Pemeriksaan Atterberg Limit (Fly Ash 20%) 68
ix
Tabel 4.23. Nilai Batas Atterberg Limit 68
Tabel 4.24. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 0%) 71
Tabel 4.25. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 0%) 72
Tabel 4.26. Pengembangan CBR (Fly Ash 0%) 72
Tabel 4.27. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 0%) 73
Tabel 4.28. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 2,5%) 74
Tabel 4.29. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 2,5%) 75
Tabel 4.30. Pengembangan CBR (Fly Ash 2,5%) 76
Tabel 4.31. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 2,5%) 76
Tabel 4.32. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 5%) 77
Tabel 4.33. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 5%) 78
Tabel 4.34. Pengembangan CBR (Fly Ash 5%) 79
Tabel 4.35. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 5%) 79
Tabel 4.36. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 7,5%) 80
Tabel 4.37. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 7,5%) 81
Tabel 4.38. Pengembangan CBR (Fly Ash 7,5%) 82
Tabel 4.39. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 7,5%) 82
Tabel 4.40. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 10%) 83
Tabel 4.41. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 10%) 84
Tabel 4.42. Pengembangan CBR (Fly Ash 10%) 85
Tabel 4.43. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 10%) 85
Tabel 4.44. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 12,5%) 86
Tabel 4.45. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 12,5%) 87
Tabel 4.46. Pengembangan CBR (Fly Ash 12,5%) 88
Tabel 4.47. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 12,5%) 88
Tabel 4.48. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 15%) 89
Tabel 4.49. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 15%) 90
Tabel 4.50. Pengembangan CBR (Fly Ash 15%) 91
Tabel 4.51. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 15%) 91
Tabel 4.52. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 17,5%) 92
Tabel 4.53. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 17,5%) 93
x
Tabel 4.54. Pengembangan CBR (Fly Ash 17,5%) 94
Tabel 4.55. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 17,5%) 94
Tabel 4.56. Pemeriksaan Kadar Air CBR (Fly Ash 20%) 95
Tabel 4.57. Pemeriksaan Kepadatan CBR (Fly Ash 20%) 96
Tabel 4.58. Pengembangan CBR (Fly Ash 20%) 97
Tabel 4.59. Hasil Pengujian CBR (Fly Ash 20%) 97
Tabel 4.60. Hasil CBR 98
Tabel 4.61. Volume Alat Cetak (Fly Ash 0%) 99
Tabel 4.62. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 0%) 99
Tabel 4.63. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 2,5%) 100
Tabel 4.64. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 5%) 101
Tabel 4.65. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 7,5%) 102
Tabel 4.66. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 10%) 103
Tabel 4.67. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 12,5%) 104
Tabel 4.68. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 15%) 105
Tabel 4.69. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 17,5%) 106
Tabel 4.70. Data Pengujian Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 20%) 107
Tabel 4.71. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas 108
Tabel 4.72 Hasil Kesimpulan Hasil Pengujian 109
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Hubunga Antara CBR dan Fly Ash 2
Gambar 2.1 Alat CBR di Laboratorium 22
Gambar 4.1 Grafik Analisa Saringan 54
Gambar 4.2 Grafik Hasil Pemeriksaan Hidrometer 56
Gambar 4.3 Grafik Batas Cair (Fly Ash 0%) 58
Gambar 4.4 Grafik Batas Cair (Fly Ash 2,5%) 59
Gambar 4.5 Grafik Batas Cair (Fly Ash 5%) 60
Gambar 4.6 Grafik Batas Cair (Fly Ash 7,5%) 62
Gambar 4.7 Grafik Batas Cair (Fly Ash 10%) 63
Gambar 4.8 Grafik Batas Cair (Fly Ash 12,5%) 64
Gambar 4.9 Grafik Batas Cair (Fly Ash 15%) 65
Gambar 4.10 Grafik Batas Cair (Fly Ash 17,5%) 66
Gambar 4.11 Grafik Batas Cair (Fly Ash 20%) 67
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Antara Berat Isi Kering dan Kadar Air 70
Gambar 4.13 Grafik CBR (Fly Ash 0%) 73
Gambar 4.14 Grafik CBR (Fly Ash 2,5%) 76
Gambar 4.15 Grafik CBR (Fly Ash 5%) 79
Gambar 4.16 Grafik CBR (Fly Ash 7,5%) 82
Gambar 4.17 Grafik CBR (Fly Ash 10%) 85
Gambar 4.18 Grafik CBR (Fly Ash 12,5%) 88
Gambar 4.19 Grafik CBR (Fly Ash 15%) 91
Gambar 4.20 Grafik CBR (Fly Ash 17,5%) 94
Gambar 4.21 Grafik CBR (Fly Ash 20%) 97
Gambar 4.22 Grafik CBR (Fly Ash 0%-20%) 98
Gambar 4.23 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 0%) 100
Gambar 4.24 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 2,5%) 101
Gambar 4.25 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 5%) 102
Gambar 4.26 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 7,5%) 103
Gambar 4.27 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 10%) 104
Gambar 4.28 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 12,5%) 105
xii
Gambar 4.29 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 15%) 106
Gambar 4.30 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 17,5%) 107
Gambar 4.31 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 20%) 108
Gambar 4.32 Grafik CBR (Fly Ash 0%-20%) 109
Gambar 4.33 Grafik Batas Cair (Fly Ash 0%-20%) 110
Gambar 4.34 Grafik Kuat Tekan Bebas (Fly Ash 0%-20%) 110
Gambar 4.34 Grafik Kepadatan (Fly Ash 0%-20%) 111
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : Harga k Berat isi dan Temperatur
Lampiran B : Tabel Koreksi (Ct) dan Faktor Koreksi ( )
Lampran C : Harga Effective Hidrometer (Hr)
Lampiran D : Sistem Klasifikasi USCS
Lampiran E : Sistem Klasifikasi AASHTO
Lampiran F : Dokumentasi
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Sukirman, S., 1999, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Bandung.
Sudjianto, A.T., 2014. Tanah Ekspansif, Malang.
Hardiyatmo, C., 2010. Mekanika Tanah 1, Edisi kelima, Yogyakarta.
Hardiyatmo, C., 2010. Stabilasasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan, Yogyakarta
Bowles, J.E., 1989, Sifat-sifat fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah), Edisi Kedua,Jakarta.
DAS, B.M., 1988, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), Jilid 1, Surabaya.
Shirley, 1994, Penuntun Praktis Geoteknik dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan dan Laboratorium), Bandung.
Sunggono, 1984, Mekanika Tanah, Bandung.
SNI 03-1744-1989, Metode Pengujian CBR Laboratorium
SNI 03-1965-1990, Metode Pengujian Kadar Air
SNI 03-1966-1990, Metode Pengujian Batas Plastis
SNI 03-1967-1990, Metode Pengujian Batas Cair Menggunakan Alat Cassagrande
SNI 03-2832-1992, Metode Pengujian Untuk Mendapatkan Kepadatan Tanah Maksimum Dengan Kadar Air Optimum
SNI 03-3422-1994, Metode Pengujian Batas Susut Tanah
SNI 03-3423-1994, Metode Pengujian Analisis Ukuran Butir Tanah Dengan Alat Hidrometer
Ibrahim, 2014, Stabilisasi Tanah Lempung Dengan Bahan Aditif Fly Ash Sebagai Lapisan Pondasi Dasar Jalan (Subgrade), Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang.
Apriyanti, Y, dkk, 2014, Pemanfaatan Fly Ash Untuk Peningkatan Nilai CBR, Teknik Sipil Universitas Bangka Belitung, Bangka Belitung.
xv
Gogot, S, B, dkk, 2003, Pengaruh Fly Ash Terhadap Sifat Pengembangan Tanah Ekspansif, Teknik Sipil Universitas Kristen Petra, Surabaya
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, 2015, Laporan Praktikum Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah Malang. Malang.
Nugraha , S, 2011, Analisa Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif Daerah Gasing Tanjung Api-Api Dengan Bahan Additive Fly Ash (Batubara) Untuk Lapisan Pondasi Dasar Jalan / Subgrade. Palembang.