UNIVERSITAS INDONESIA
ANALISIS UJI DIRECT SHEAR PADA TANAH PASIR DENGAN INJEKSI GROUT
ENZIM
SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
VIRALDY MAULANA YOESE1106052360
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPILKEKHUSUSAN
GEOTEKNIKDEPOK2015
kata pengantar
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT, karena atas kuasa-Nya
skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Saya menyadari tanpa
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, sulit rasanya bagi saya
untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:(1) Dr. Wiwik Rahayu, DEA. selaku
dosen pembimbing I yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan
pikiran untuk membantu dan mengarahkan saya dalam penyusunan
skripsi ini;(2) Yustian Heru Suprapto. selaku dosen pembimbingII
yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membantu
dan mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini;(3) Ir. Widjojo
Adi Prakoso, MSCE, Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Sipil.(4)
Pihak LIPI Cibinong yang telah memberikan bantuan dalam pengerjaan
penelitian ini;(5) Laboran Lab. Mekanika Tanah (Pak Narto, Pak
Wardoyo, danMas Anto) yang telah banyak membantu selama penelitian
ini(6) Teman-teman DepartemenTeknik Sipil angkatan 2011 yang selalu
memberi dorongan doa dan semangat;(7) Orang tua dan keluarga saya
tercinta, atas doa dan dukungannya baik moril maupun materi
sehingga skripsi ini dapat terselesaikanAkhir kata, saya berharap
Allah SWT membalas segala kebaikan pihak-pihak yang telah membantu.
Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi kemajuan dan pengembangan
ilmu penngetahuan.
Depok, 2015
Penulisabstrak
Nama: Viraldy Maulana YoeseProgram Studi: Teknik SipilJudul:
Analisis Uji Direct Shear pada Tanah Pasir dengan Injeksi Grout
Enzim
Daerah pesisir merupakan salah satu daerah yang membutuhkan
konstruksi teknik sipil seperti gedung, jembatan, jalan sebagai
penunjang daerah tersebut. Dominasi tanah di sekitar daerah pesisir
adalah tanah pasir yang memiliki nilai ikatan antar partikel yang
kecil. Pemanfaatan tanah pasir memerlukan rekayasa yang aman secara
teknis maupun sosial-lingkungan. Oleh karena itu, metode
biogrouting telah banyak dilakukan dalam pengembangan penelitian
tanah pasir. Namun, metode biogrouting dengan mikroorganisme
memiliki efek yang tidak signifikan terhadap tanah pasir akibat
mikroorganisme tidak dapat menembus pori-pori pada pasir. Oleh
karena itu, metode biogrouting dengan grout enzim dilakukan pada
penelitian ini.
daftar isi
kata pengantariiabstrakiiidaftar isiivdaftar gambarvidaftar
tabelviidaftar lampiranviiiBAB 111.1Latar Belakang11.2Tujuan
Penelitian21.3Batasan Masalah21.4Sistematika Penulisan3BAB
242.1Pendahuluan42.2Pasir72.3Derajat
Kejenuhan92.4Biogrouting122.4.1Konsep Biogrouting122.4.2Proses
Presipitasi Kalsium Karbonat142.4.3Enzim Urease162.4.4Tahapan
Injeksi Biogrouting172.4.5Metode Injeksi Biogrouting182.5Uji Direct
Shear20BAB 3223.1Bagan Alir Penelitian223.2Penjelasan Bagan Alir
Penelitian223.3Perhitungan Volume Biogrouting233.4Persiapan
Sampel253.4.1Persiapan Awal253.4.2Sampel Perbandingan Material
Injeksi Biogrouting253.4.3Sampel Perbandingan Waktu
Fermentasi263.4.4Sampel Perbandingan Derajat Kejenuhan283.4.5Sampel
Perbandingan Teknik Pencampuran Biogrouting293.4.6Jumlah Total
Sampel303.5Tahapan dan Metode Injeksi323.6Uji pH343.7Uji Spesifik
Gravity343.8Uji Direct Shear35lampiran37referensi47
daftar gambar
Gambar 2.1 Grafik Plastisitas Klasifikasi Tanah Unified4Gambar
2.2 Fasa pada Tanah9Gambar 2.3 Pola Injeksi Mikroorganisme pada
Penelitian Riyadh 201419Gambar 3.1 Dimensi Pipa Silinder sebagai
Wadah Sampel25Gambar 3.2 Tampak Atas Injeksi 9 Titik33Gambar 3.3
Potongan A33
daftar tabel
Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Unified1Tabel 2.2 Lanjutan
Klasifikasi Unified3Tabel 2.3 Tabel Klasifikasi Tanah AASHTO 1929
untuk Tanah Berbutir5Tabel 2.4 Tabel Klasifikasi Tanah AASHTO 1929
untuk Tanah Lanau-Lempung6Tabel 2.5 Unit Weight Tanah7Tabel 2.6
Porositas dan Relative Density pada Tanah Berbutir Kasar7Tabel 2.7
Specific Gravity Tanah8Tabel 2.8 Korelasi Parameter Tanah Berbutir
Kasar8Tabel 2.9 Kekuatan dan kekakuan tanah hasil proses
biogrouting12Tabel 2.10 Metode Harkes et al (2009) pada penelitian
Lisdiyanti (2012)17Tabel 3.1 Contoh Perhitungan Volume Biogrouting
untuk S=100%23Tabel 3.3 Sampel Perbandingan Material Injeksi
Biogrouting26Tabel 3.4 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan
Material Injeksi Biogrouting26Tabel 3.5 Sampel Perbandingan Waktu
Fermentasi27Tabel 3.6 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan
Waktu Fermentasi27Tabel 3.7 Sampel Perbandingan Derajat
Kejenuhan28Tabel 3.8 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan
Derajat Kejenuhan28Tabel 3.9 Sampel Perbandingan Teknik
Pencampuran29Tabel 3.10 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan
Teknik Pencampuran29Tabel 3.11 Total Sampel Keseluruhan30Tabel 3.12
Sampel Ringkasan31Tabel 3.13 Kebutuhan Material Penelitian31
daftar lampiran
Lampiran 1. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=50%37Lampiran 2. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=100%39Lampiran 3. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=200%41Lampiran 4. Tampak Atas Injeksi 9 Titik (satuan :
milimeter)43Lampiran 5. Potongan A (satuan : milimeter)45Lampiran
6. Potongan B (satuan : milimeter)45Lampiran 7. Potongan C (satuan
: milimeter)46Lampiran 8. Potongan D (satuan : milimeter)46viii
pendahuluanLatar BelakangDaerah pesisir mulai dikembangkan dalam
konstruksi teknik sipil. Pembangunan gedung, hotel, jalan raya,
dermaga merupakan salah satu contoh konstruksi teknik sipil yang
umum dibangun di sekitar daerah pesisir atau daerah pantai. Tanah
asli pantai terdiri dari lapisan-lapisan yang bervariasi, namun
yang umum terdapat di daerah pantai adalah tanah pasir yang
merupakan tanah yang kurang dari 50% tertahan pada saringan no.4.
Secara umum, tanah pasir memiliki nilai kohesi yang sangat kecil
bahkan mendekati c = 0 sehingga parameter kekuatan geser tanah
pasir hanya mengandalkan atau dihubungkan dengan nilai sudut geser
dalam ()Tanah asli pantai yang ingin direkayasa untuk kepentingan
konstruksi harus diperhatikan aspek-aspek non-sipil seperti sosial
dan lingkungan. Teknik rekayasa grouting adalah metode injeksi
konvensional yang menginjeksi material grouting beserta zat-zat
kimia yang secara umum merusak lingkungan. Oleh karena itu
penelitian mengenai teknik biogrouting atau rekayasa grouting
secara biologis telah dilaksanakan.Teknik biogrouting adalah
aplikasi injeksi bakteri urease bersama dengan nutriennya (urea dan
CaCl2) dengan komposisi dan tahapan tertentu. Bakteri urease
bekerja dengan mengkatalis urea sehingga melepaskan ion karbonat
yang selanjutnya diikat oleh ion kalsium dari CaCl2 sehingga
terbentuklah kalsium karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit mengikat
partikel-partikel tanah sehingga pasir akan tersementasi menjadi
seperti batuan pasir. Proses pembentukan kalsit ini yang merupakan
proses utama dari teknik biogrouting. (Lisdiyanti, 2012)Telah
banyak penelitian yang menggunakan teknik biogrouting dengan
menginjeksi atau mencampur mikroorganisme ke dalam medium tanah.
Namun, penelitian tersebut tidak menunjukkan hasil yang signifikan
karena mikroorganisme yang diinjeksi tidak masuk ke dalam pori-pori
tanah secara menyeluruh (Keykha et al, 2012). Oleh karena itu pada
penelitian ini, digunakan material biogrouting berupa grout enzim
sebagai material grout utama dalam injeksi biogroutingUrease adalah
enzim yang dihasilkan salah satunya oleh bakteri laut pengendap
karbonat yang bersifat katalisator dan tidak beracun (Fujita et al,
2000 dan Mobley et al 1989 dalam Ainiyah, 2014). Urease berperan
sebagai katalisator proses hidrolisis urea yang menghasilkan amonia
dan karbon dioksida. Dimana NH2 CO NH2 adalah urea yang
terhidrolisis oleh air (H2O) sehingga menghasilkan amonia (NH4OH)
dan karbon dioksida (CO2). Dengan menambahkan urease pada medium,
maka reaksi pembentukan amonia akan semakin cepat sehingga pH
medium semakin tinggi sehingga proses presipitasi kalsit bertambah
cepat.
Tujuan Penelitian1. Mengetahui perbandingan nilai parameter kuat
geser dengan material biogrouting berupa grout enzim,
mikroorganisme, ataupun campuran keduanya.2. Mengetahui pengaruh
waktu fermentasi material biogrouting terhadap nilai parameter kuat
geser.3. Mengetahui pengaruh derajat kejenuhan pencampuran material
biogrouting dengan pasir terhadap nilai parameter kuat geser.4.
Mengetahui perbandingan persebaran pencampuran material biogrouting
dengan metode pencampuran langsung dan pencampuran injeksi.
Batasan MasalahBatasan masalah dalam penelitian adalah :1.
Material yang digunakan adalah tanah pasir2. Material injeksi
biogrouting utama berupa grout enzim3. Material injeksi biogrouting
mikroorganisme sebagai kontrol pembanding4. Uji Direct Shear dengan
standar ASTM D 3080-72 dilakukan pada seluruh sampel5. Uji Spesifik
Gravity hanya dilakukan pada sampel tanah asli6. Uji pH dilakukan
pada seluruh sampel
Sistematika PenulisanSistematika penulisan pada penelitian ini
adalah sebagai berikutBab 1 PendahuluanPada bab ini dijelaskan
mengenai latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan. Latar belakang menceritakan mengenai alasan dilakukan
penelitian biogrouting pada pasir. Tujuan menjelaskan mengenai
parameter apa saja yang ingin didapatkan pada penelitian. Batasan
masalah menjelaskan mengenai batasan-batasan yang dilakukan pada
penelitian. Sistematika penulisan menjelaskan mengenai perincian
setiap bab.Bab 2 Tinjauan PustakaPada bab ini dijelaskan mengenai
definisi-definisi dan karakteristik menurut berbagai ahli mengenai
tanah dan pasir. Terdapat juga penjelasan mengenai stabilisasi
tanah dengan metode biogrouting, dan pencampuran tanah gambut
dengan pasir.Bab 3 Metodologi PenelitianPada bab ini dijelaskan
mengenai tahapan-tahapan penelitian, mulai dari persiapan sampel,
teknik injeksi grout enzim, dan metode pengujian yang dilakukanBab
4 Hasil dan Analisis PenelitianPada bab ini dijelaskan mengenai
analisa hasil penelitian pada sampel-sampel yang telah
ditentukanBab 5 KesimpulanPada bab ini dijelaskan mengenai
kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian untuk menjawab tujuan
penelitian. Terdapat juga saran-saran yang berguna untuk penelitian
selanjutnya.
tinjauan pustaka
PendahuluanTeknik biogrouting adalah aplikasi injeksi bakteri
urease bersama dengan nutriennya (urea dan CaCl2) dengan komposisi
dan tahapan tertentu. Bakteri urease bekerja dengan mengkatalis
urea sehingga melepaskan ion karbonat yang selanjutnya diikat oleh
ion kalsium dari CaCl2 sehingga terbentuklah kalsium
karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit mengikat partikel-partikel tanah
sehingga pasir akan tersementasi menjadi seperti batuan pasir.
Proses pembentukan kalsit ini yang merupakan proses utama dari
teknik biogrouting. (Lisdiyanti, 2012)Telah banyak penelitian yang
menggunakan teknik biogrouting dengan menginjeksi atau mencampur
mikroorganisme ke dalam medium tanah. Namun, penelitian tersebut
tidak menunjukkan hasil yang signifikan karena mikroorganisme yang
diinjeksi tidak masuk ke dalam pori-pori tanah secara menyeluruh
(Keykha et al, 2012). Oleh karena itu pada penelitian ini,
digunakan material biogrouting berupa enzim urease sebagai material
pencampuran dengan sampel pasir.Urease adalah enzim yang dihasilkan
salah satunya oleh bakteri laut pengendap karbonat yang bersifat
katalisator dan tidak beracun (Fujita et al, 2000 dan Mobley et al
1989 dalam Ainiyah, 2014). Urease berperan sebagai katalisator
proses hidrolisis urea yang menghasilkan amonia dan karbon
dioksida. Dimana NH2 CO NH2 adalah urea yang terhidrolisis oleh air
(H2O) sehingga menghasilkan amonia (NH4OH) dan karbon dioksida
(CO2). Dengan menambahkan urease pada medium, maka reaksi
pembentukan amonia akan semakin cepat sehingga pH medium semakin
tinggi dan membuat proses presipitasi kalsit bertambah cepat.31
Biogrouting Pada PasirKonsep BiogroutingTeknik biogrouting
adalah aplikasi injeksi bakteri urease bersama dengan nutriennya
(urea dan CaCl2) dengan komposisi dan tahapan tertentu. Bakteri
urease bekerja dengan mengkatalis urea sehingga melepaskan ion
karbonat yang selanjutnya diikat oleh ion kalsium dari CaCl2
sehingga terbentuklah kalsium karbonat/kalsit (CaCO3). Kalsit
mengikat partikel-partikel tanah sehingga pasir akan tersementasi
menjadi seperti batuan pasir. Proses pembentukan kalsit ini yang
merupakan proses utama dari teknik biogrouting. (Lisdiyanti,
2012)
Proses Presipitasi Kalsium KarbonatMetode biogrouting
memanfaatkan proses pembentukan kalsit/kalsium karbonat sebagai
proses utama. De Jong et al (2009) menjelaskan beberapa reaksi
metode-metode presipitasi kalsit yang diperlihatkan pada persamaan
di bawah Hidrolisis UreaNH2-CO-NH2 + 3H2O 2NH4+ + HCO3- + OH-Pada
metode ini digunakan proses hidrolisis pada urea (NH2-CO-NH2)
sehingga menghasilkan OH- yang meningkatkan pH. Energi bebas Gibbs
pada metode ini sebesar -27 kJ/mol DenitrifikasiCH3COO- + 2,6H+ +
1,6 NO3- 2CO2 + 0,8 N2 + 2,8 H2OPada metode ini proses
denitrifikasi membutuhkan ion H+ sehingga meningkatkan pH. Energi
bebas Gibbs pada metode ini sebesar -785 kJ/mol Reduksi FeCH3COO- +
8Fe(OH)3(solid) + 6HCO3- + 7H+ 8 FeCO3(solid) + 20H2OPada metode
ini, reduksi Fe dari Fe(OH)3 menjadi FeCO3 membutuhkan ion H+
sehingga pH meningkat. Energi bebas Gibbs pada metode ini sebesar
-316 kJ/mol Reduksi SulfatCH3COO- + 2H+ + SO42- HS- + 2H2O +
CO2Pada metode ini, reduksi sulfat dari SO42- menjadi HS-
membutuhkan ion H+ sehingga pH meningkat. Energi bebas Gibbs pada
metode ini sebesar -57 kJ/mol
De Jong (2009) lebih lanjut menyatakan bahwa proses presipitasi
kalsit dengan hidrolisis urea lebih banyak digunakan karena metode
ini dengan cepat mengkondisikan lingkungan yang jenuh dan dapat
dipertahankan. Lisdiyanti (2012) menyatakan ada beberapa teori
pembentukan kalsit oleh para ahli, antara lain :
Lappin-Scott (1998) dan Deo (1997) dalam Lisdiyanti
(2012)Presipitasi kalsit merupakan fungsi dari konsentrasi sel,
kekuatan ionik, dan pH media. Mikroorganisme (permukaan sel
bermuatan negatif) menarik kation termasuk Ca2+ dari lingkungan dan
dibentuk pada permukaan sel. Beberapa reaksi yang ditinjau
adalahCa2+ + Sel Sel-Ca2+ Sel-Ca2+ + CaCO32- Sel-CaCO3 Ramakrishnan
et al. (2000) dalam Lisdiyanti (2012)Menurut teori ini, beberapa
reaksi dalam presipitasi kalsit adalahCa2+ + HCO3- + OH- CaCO3 +
H2OCa2+ + 2HCO3 CaCO3 + CO2 + H2OReaksi-reaksi di atas dipicu oleh
perubahan pH yang meningkat akibat aktivitas bakteri yang
ditunjukkan pada reaksi di bawahNH2 CO NH2 + 3H2O 2NH4OH + CO2Oleh
karena itu, bakteri berperan sebagai katalis dalam presipitasi
kalsit Ramakrishnan et al. (2000) dalam Lisdiyanti
(2012)Presipitasi kalsit pada air laut disebabkan oleh reaksi
amonium karbonat dengan kalsium sulfat pada air laut. Reaksi
tersebut adalah(NH4)2CO3(aq) + CaSO4 CaCO3(s) + (NH4)2SO4(aq)
Castanier et al. 2000 dan Zavarzin 2002 dalam Lisdiyanti
(2012)Kalsium karbonat bereaksi dengan amonia hasil produksi
bakteri sehingga terjadi presipitasi kalsit dengan reaksi
berikut:Ca(HCO3)2(aq) + 2NH4OH(aq) CaCO3(s) + (NH4)2CO3(aq) +
2H2OPresipitasi secara biogenik melalui beberapa tahapan yaitu
pembentukan barrier geokimia yang alkalin, pembentukan larutan
CaCO3 jenuh, produksi koloid kalsit, nukleasi kalsium karbonat pada
lendir bakteri yang mengandung Ca2+ teramobil, proses diagenesis
dan kristalisasi mineral kalsium, dan sementasi dan konsolidasi
yang mengubah sedimen menjadi batuan.Proses presipitasi tersebut
secara singkat ditulis oada reaksi berikutCa2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2
+ H2O
Enzim UreaseUrease adalah enzim yang dihasilkan salah satunya
oleh bakteri laut pengendap karbonat yang bersifat katalisator dan
tidak beracun (Fujita et al, 2000 dan Mobley et al 1989 dalam
Ainiyah 2014). Urease berperan sebagai katalisator proses
hidrolisis urea yang menghasilkan amonia dan karbon dioksida.
Reaksi tersebut antara lainNH2 CO NH2 + 3H2O 2NH4OH + CO2Dimana NH2
CO NH2 adalah urea yang terhidrolisis oleh air (H2O) sehingga
menghasilkan amonia (NH4OH) dan karbon dioksida (CO2). Dengan
menambahkan urease pada medium, maka reaksi pembentukan amonia akan
semakin cepat sehingga pH medium semakin tinggi. pH medium yang
tinggi akan memprecepat proses presipitasi kalsit dengan reaksi
seperti di bawah: (Ramakrishnan et al., 2000 dalam Lisdiyanti,
2012)Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2 + H2OAiniyah (2014) meneliti
mengenai aplikasi biogrouting menggunakan enzim urease pada tanah
pasir. Lebih lanjut, Ainiyah (2014) menyatakan bahwa urease tumbuh
optimum pada suhu 25oC dengan pH 8 dengan aktifitas enzim urease
mencapai 144,12 unit/ml. Penelitian yang dilakukan memakai material
pasir dalam kondisi yang salin di dalam cetakan dan diinjeksi
urease dengan metode injeksi langsung (De Jong et al. 2006).
Campuran pasir dan urease diinkubasi pada suhu ruang selama 24 jam
dan setiap 4 jam diperiksa nilai pH dan pembentukan mineral kalsit
secara visual. Hasil penelitian menyatakan bahwa terjadi proses
sementasi pada pasir yang ditunjukkan secara visual sehingga
penelitian biogrouting untuk dianalisis kekuatan geser pasir pada
penelitian ini dapat dilakukan.
Tahapan Injeksi BiogroutingHarkes et al. 2009Metode ini
dilakukan oleh Lisdiyanti (2012) dalam melakukan penelitian. Pasir
dijenuhkan dengan penyiraman larutan salin lalu ditambahkan dengan
larutan urea dan CaCl2. Campuran dibiarkan selama 120 menit.
Setelah itu, dilakukan injeksi bakteri biogrouting menggunakan
metode spray secara merata di atas permukaan pasir. Lalu, campuran
diinkubasi dalam suhu ruang selama 24 jam. Setelah itu, diinjeksi
larutan sementasi (urea dan CaCL2) ke dalam pasir dan diinkubasi
selama 24 jam. Injeksi larutan sementasi dilakukan pada hari ke-2
dan setelah itu diinkubasi selama 2 mingguTabel 2.10 Metode Harkes
et al (2009) pada penelitian Lisdiyanti (2012)Sumber : Lisdiyanti,
2012BatchFaseDeskripsiDurasi (jam)Debit (ml/jam)Volume
(ml)Catatan
1PencucianPengairan0,1680117Air laut
PlacementInjeksi Bakteri0,058043Aktivitas urease = OD600
SementasiInjeksi CaCl20,168011750mM CaCl2
Injeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2
Pendiaman200
2SementasiInjeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2
Pendiaman200
3SementasiInjeksi larutan0,16801171,1 M Urea dan CaCl2
Pendiaman200
De Jong et al. 2006Metode ini dilaksanakan juga pada penelitian
Lisdiyanti, 2012. Perbedaan metode ini dengan metode Harkes et al
(2009) adalah pada proses persiapan injeksi bakteri. Pada metode
Harkes et al (2009), proses injeksi bakteri dilakukan setelah
injeksi 50 mM CaCl2 sedangkan pada metode ini, bahan utama bakteri
telah disiapkan dalam media pertumbuhan (larutan campuran yang
terdiri dari urea dan CaCl2). Kultur isolat bakteri diaerasi untuk
mencapai pH larutan campuran 8 lalu campuran tersebut diinjeksi ke
dalam pasir.
Pada penelitian ini, dipakai metode Harkes et al namun tanpa
tahapan. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan pasir dengan
grout enzim (biogrout utama) atau mikroorganisme (biogrout
sekunder) terlebih dahulu. Setelah itu dilakukan pencampuran dengan
larutan sementasi.
Metode Injeksi BiogroutingInjeksi TitikMetode ini dilakukan oleh
Riyadh (2014) dalam penelitian injeksi mikroorganisme pada tanah
gambut. Metode yang dilakukan memiliki pola-pola titik injeksi
dengan alat injeksi berupa suntikan dengan jarum berupa sedotan
atau pipa kecil yang dilubangi sisi-sisinya. Jarak antar lubang
sejauh 1 cm. Media yang dipakai sebagai wadah injeksi adalah ember
dengan tinggi 20 cm dan diameter 42 cm. Berikut adalah gambar pola
injeksi yang dilakukan oleh Riyadh (2014)
Gambar 2.3 Pola Injeksi Mikroorganisme pada Penelitian Riyadh
2014Sumber : Riyadh, 2014
Pencampuran langsungMetode ini dilakukan oleh Farlan (2014)
dalam penelitian pencampuran mikroorganisme terhadap tanah gambut.
Pencampuran mikroorganisme dilakukan dengan penyemprotan langsung
pada sampel tanah menggunakan spray secara merata dan diaduk dengan
sekop. Pengadukan dilakukan setiap 7 hari sekali untuk waktu
pendiaman campuran selama 30 hari dan 45 hari.
Pada penelitian ini, dilakukan metoe pencampuran langsung
menggunakan spray. Sampel tanah dispray dengan enzim sambil diaduk
secara merata, setelah itu di spray dengan larutan sementasi pada
sampel tanah pasir.
Penelitian Biogrouting Pada Pasir TerdahuluBeberapa penelitian
perbaikan tanah menggunakan teknik biogrouting telah banyak
dilakukan seperti yang ditunjukan pada tabel. Secara umum, teknik
biogrouting bekerja pada tingkat pori-pori (nano) untuk
meningkatkan kekuatan (strength) dan kekakuan (stiffness) dan
memperbaiki permeabilitas. (Lisdiyanti, 2012)Tabel 2.9 Hasil proses
Biogrouting pada Pasir di luar Indonesiasumber : Beberapa sumber
dalam Lisdiyanti, 2012 NoMikroorganismeObyekHasilReferensi
1Bacillus pasteuriiRemediasi Rekahan GranitRekahan granit dapat
diremediasi dengan campuran bakteri dengan debu silika dan
pasirGollapudi et al.(1995) dan Zhong and Islam (1995)
2Bacillus pasteurii teramobil pada Polyurethane FoamRemediasi
Rekahan Beton- Tidak terjadi peningkatan kekuatan regangan dan
modulus elastik- Peningkatan kekuatan kompresiBang et. al.
(2001)
3Bacillus pasteurii ATCC 11859 dan Pseudomonas aeruginosa ATCC
27853Remediasi Rekahan BetonPeningkatan kekuatan kompresi dan
kekakuan kubus mortar semenRamachandran et. al. (2001)
4Bacillus amyloliquefaciens CMB01Konservasi batuan ornamental
dan karya seniProduksi dan pencetakan kristal kalsit dalam bentuk
butiranLee (2003)
5Bacillus pasteuriiPerbaikan kondisi tanahPeningkatan kekakuan
tanah (Shear Wave Velocity dan Undrained Shear Strength)De Jong
(2006)
6Sporosarcina pasteurii DSMZ 33TPerbaikan kondisi tanah-
Peningkatan kekuatan dan kekakuan tanah- Perbaikan kapasitas
penahan muatan (load bearing capacity) pada tanah tanpa membuat
tanah impermeabel terhadap fluida.Whiffin et al. (2005)
7Sporosarcina pasteurii DSMZ 33TPerbandingan CaCO3 dengan
kekuatanPeningkatan Unconfined Compressive Strength sejalan dengan
peningkatan kandungan CaCO3Harkes et al. (2009)
NoMikroorganismeObyekHasilReferensi
1Bacillus SubtilisLempung Kepasiran Makassar CityPeningkatan
Unconfined Compressive Strength, sudut geser, dan kohesi. Penurunan
permeabilitas.Harianto et al (2013)
2
3
4
5
Beberapa properti tanah menurut para ahli adalah sebagai
berikutUnit WeightTabel 2.5 Unit Weight TanahSumber : Budhu
(2010)Tipe Tanahsat (kN/m3)d (kN/m3)
Kerikil20-2215-17
Pasir18-2013-16
Lanau18-2014-18
Lempung16-2214-21
Porositas dan Relative DensityTabel 2.6 Porositas dan Relative
Density pada Tanah Berbutir KasarSumber : Budhu (2010)Dr
(%)Porositas, n (%)Deskripsi
0-20100-80Sangat longgar
20-4080-60Longgar
40-7060-30Kepadatan Menengah
70-8530-15Padat
85-10021>85>45
Derajat KejenuhanTanah merupakan material yang terdiri dari
padatan, cairan, dan gas. Padatan dapat terbentuk oleh mineral,
material organik, ataupun keduanya. Rongga di antara
partikel-partikel padatan tanah disebut pori (void). Secara umum,
dominasi yang mengisi rongga padatan tanah adalah air dan udara.
Cairan pada rongga tanah disebut air pori (porewater), jika seluruh
rongga tanah terisi oleh air maka tanah tersebut dikatakan jenuh
(saturated) dan jika tidak seluruh rongga tanah terisi oleh air
maka tanah dikatakan tidak jenuh (unsaturated). (Muni Budhu)
Gambar 2.2.2 Fasa pada TanahSumber : Budhu (2010)
Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa volume total tanah
terdiri dari volume padatan, cairan, dan udara. Dan berat total
tanah terdiri berat padatan dan berat cairan karena berat udara
tidak signifikan. Persamaan dapat dinyatakan denganV = Vs + Vw + Va
= Vs + VvDimanaV= Volume total tanahVs = Volume padatan pada
tanahVw= Volume cairan pada tanahVv= Volume pori pada tanah
W = Ws + WwDimanaW = Berat total tanahWs= Berat padatan pada
tanahWw= Berat cairan pada tanah
Pada penelitian ini ingin dicari nilai derajat kejenuhan pada
tanah pasir agar dapat ditambahkan cairan material biogrouting yang
tidak melebihi pori pada tanah. Untuk mendapatkan derajat kejenuhan
maka perlu mencari nilai-nilai di bawah terlebih dahuluKadar
airKadar air merupakan perbandingan berat air dengan berat padatan
pada tanah. Penjelasan mengenai metode akan dijelaskan pada bab 3.
Persamaan dalam menentukan kadar air tanah adalah sebagai
berikut
Dimanaw = Kadar airWw = Berat cairan pada tanahWs = Berat
padatan pada tanah
Rasio pori (void ratio)Rasio pori merupakan perbandingan antara
volume rongga pada tanah dengan volume total tanah. Persamaan
dinyatakan sebagai berikut
Dimanae = Rasio poriVv = Volume pori pada tanahVs = Volume
padatan pada tanah
PorositasPorositas merupakan rasio perbandingan volume pori
dengan volume keseluruhan dari tanah. Persamaan tersebut adalah
sebagai berikut
Dimanan = porositasVv = Volume pori pada tanahV= Volume
keseluruhan tanah
Porositas memiliki perbandingan dengan angka pori dinyatakan
dengan persamaan berikut
Specific Gravity (Gs)Nilai Gs merupakan nilai yang menyatakan
perbandingan berat tanah terhadap berat air pada volume yang sama.
Persamaan SG adalah sebagai berikut
DimanaGs = Nilai Specific Gravity tanahWs = Berat padatan pada
tanahVs= Volume padatan pada tanahw = Berat jeni air (9,81
kN/m3)
Derajat Kejenuhan (S)Derajat kejenuhan adalah perbandingan
volume air dengan volume pori. Persamaan tersebut adalah sebagai
berikut
DimanaS= Derajat Kejenuhan (1 = Jenuh, 0 = Kering)Vw = Volume
cairan pada tanahVv= Volume pori pada tanahw= Kadar air tanahGs=
Specific Gravity tanahe= Angka pori tanah
Uji Direct ShearUji direct shear adalah uji yang dilakukan untuk
mengetahui parameter kuat geser tanah. Parameter kuat geser tanah
yang bisa didapat dari uji direct shear antara lain adalah nilai
kohesi tanah (c) dan nilai sudut geser tanah (). Uji direct shear,
dilakukan dengan memberikan beban normal dan beban geser pada
sampel yang telah dimasukkan ke dalam alat uji shear box.
sumber : G.N Smith 1988
Pada uji ini, pemberian beban secara konstan pada arah vertikal
(normal) pada sampel dan pemberian gaya geser dengan kecepatan
konstan dilakukan untuk mendapatkan nilai kekuatan geser. Pemberian
gaya geser dengan kecepatan konstan dilakukan untuk menjaga nilai
tegangan air pori sampai tercapainya nilai kekuatan geser yang
maksimum. Persamaan tegangan normal (n) merupakan persamaan dengan
variabel gaya normal (P) dan luas permukaan bidang geser (A),
persamaan tersebut adalah
Nilai tegangan geser () juga dapat dicari dengan di dalamnya
terdapat nilai gaya geser (G) yang merupakan nilai pembacaan
maksimum load dial (M) setelah dikalikan dengan nilai kalibrasi
prooving dial (LRC), dan nilai luas permukaan bidang geser,
persamaan tersebut adalah
Persamaan tegangan geser kedua yang dipakai pada penelitian ini
adalah persamaan Coulomb, dimana untuk mencari nilai tegangan geser
() membutuhkan variabel kohesi tanah efektif (c), tegangan normal
(n), perubahan tegangan air pori (u), dan sudut geser dalam efektif
(). Persamaan tersebut adalah
Pada persamaan Coulomb di atas, dapat dilihat bahwa seiring
kenaikan tegangan normal maka tegangan geser akan meningkat.
Peningkatan tegangan geser menunjukkan bahwa gaya perlawanan sampel
tanah semakin bertambah. Peningkatan gaya perlawanan sampel tanah
disebabkan oleh titik kontak antar partikel yang semakin banyak
akibat peningkatan gaya normal. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa
nilai tegangan geser merupakan salah satu fungsi dari tegangan
normal yang diberikan pada sampel tanah.
Bagan Alir Penelitian
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
Penjelasan Bagan Alir PenelitianPenelitian dimulai dengan
persiapan sampel. Sampel yang digunakan memiliki beberapa variasi
untuk membandingkan variabel-variabel tertentu yang akan dijelaskan
lebih lanjut pada sub-bab 3.3. Setelah variasi sampel disiapkan,
maka dilakukan pencampuran material biogrouting berupa grout enzim
sebagai material biogrouting utama dan mikroorganisme sebagai
material biogrouting pembanding dengan waktu peram yang telah
ditentukan dan dijelaskan lebih lanjut pada sub-bab berikutnya.
Setelah itu, dilakukan pengujian pada sampel berupa pengujian utama
adalah uji geser langsung (direct shear) yang nilainya akan
dianalisa dan kemudian dapat disimpulkan pengaruh pencampuran enzim
pada tanah pasir.Persiapan SampelPerhitungan Material yang
DigunakanMaterial yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir,
enzim, dan larutan sementasi. Perhitungan yang dilakukan
berdasarkan perkiraan nilai Gs dan kerapatan kering berdasarkan
literatur untuk memperkirakan jumlah dan volume material yang
digunakan. Perhitungan akan diulang kembali setelah didapatkan
nilai Spesifik Gravity (Gs) dan kerapatan kering (d) hasil uji
sampel tanah asli.Perhitungan material pasir dilakukan berdasarkan
korelasi literatur yang dilakukan dengan sampel tanah pasir
memiliki nilai kerapatan kering 1,43 g/cm3 dan nilai Gs 2,66.
Sampel pasir yang digunakan akan dicetak pada wadah berdiameter 127
mm dan tinggi 60 mm. Hasil perhitungan material pasir untuk satu
kali uji untuk satu variasi sampel adalah 1087 gram. Pada
penelitian ini terdapat 7 variasi sampel dengan 4 kali pengujian
masing-masing variasinya sehingga perkiraan material pasir yang
dibutuhkan sebesar 30436 gram. Perhitungan detail material pasir
dapat dilihat pada lembar lampiran.Perhitungan volume enzim dan
larutan sementasi beranjak dari nilai derajat kejenuhan (S) pada
tanah pasir. Volume biogrouting yang diinjeksikan pada sampel tidak
melebihi pori pada sampel tanah agar tidak menciptakan kondisi
injeksi yang berlebihan. Kondisi injeksi yang berlebihan adalah
kondisi dimana volume material biogrouting yang digunakan melebihi
volume pori yang dapat ditampung oleh tanah sampel. Oleh karena itu
perlu dihitung volume pori pada sampel dengan teori derajat
kejenuhan. Pada sampel ini terdapat 3 variasi derajat kejenuhan,
derajat kejenuhan 50%, derajat kejenuhan 100%, dan derajat
kejenuhan 100% dengan kondisi terendam sebagian. Kadar air awal
pada penelitian ini ditetapkan sebesar 30%, sehingga volume pori
perlu dikurangi dengan volume air untuk mendapatkan nilai volume
enzim dan volume larutan sementasi. Perkiraan total volume enzim
urease yang dibutuhkan sebesar 1346,4 mL dan volume larutan
sementasi sebesar 3376 mL. Perhitungan detail volume grout enzim
dan larutan sementasi dapat dilihat pada lembar lampiran.
Tabel 3.1 Perkiraan Jumlah/Volume Material yang
DigunakanMaterialJumlah / Volume
Pasir30436 gram
Enzim Urease1346,4 mL
Larutan Sementasi3376 mL
Persiapan WadahSampel pasir dimasukkan ke dalam pipa silinder
berukuran diameter 5 inch atau sekitar 127 mm dan tinggi 60 mm
sehingga volume sampel adalah sekitar 760 cm3. Masing-masing sampel
dipersiapkan sebanyak 4 buah agar dapat dilihat konsistensi
pengujian direct shear. Variasi yang terdapat pada penelitian ini
sebanyak 7 variasi dengan masing-masing variasi dilakukan 4 kali
pengujian Direct Shear. Oleh karena itu minimal perlu disiapkan 28
wadah pipa silinder.
Gambar 3.2 Dimensi Pipa Silinder sebagai Wadah Sampel
Penyaringan SampelSampel pasir yang digunakan pada penelitian
ini adalah pasir murni tanpa campuran lanau ataupun lempung. Sampel
pasir adalah sampel yang lolos pada saringan No.4 dan tertahan pada
saringan No.200. Gradasi pada persebaran partikel tidak
diperhitungkan karena pada penelitian ini diharapkan partikel pasir
dapat mengikat satu sama lainnya akibat pencampuran dengan enzim
urease.
Pengkondisian pHSampel pasir yang telah disaring dicuci hingga
bersih dan dikondisikan agar nilai pH pasir berada pada nilai 7. pH
7 merupakan nilai pH paling efektif untuk reaksi enzim urease
terhadap tanah pasir (Ainiyah, 2012). Pengkondisian pH pasir
dilakukan dengan merendam sampel pasir dengan larutan akuades (air
suling) selama 24 jam dan dilakukan pengujian pH. Pengukuran pH
pada sampel dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Pasir
dengan massa 1 gram dilarutkan di dalam akuades 10 mL dan diaduk
hingga merata. Setelah tercampur, pH meter yang telah dikalibrasi
diletakkan pada campuran tanah dengan akuades. Nilai pH akan
terbaca pada layar digital. Apabila nilai pH pasir setelah direndam
akuades masih jauh di bawah 7, maka dilakukan perendaman sampel
pasir dengan larutan NaOH dengan pH 7 untuk mempercepat
pengkondisian pH sampel pasir.
Pengeringan SampelSampel pasir yang digunakan adalah sampel
pasir kering oven. Pengeringan sampel juga dilakukan untuk
mengetahui kerapatan kering tanah pada kondisi asli (tidak
dipadatkan). Sampel tanah dimasukkan ke dalam wadah pipa yang akan
digunakan. Sampel pasir dikeringkan di dalam oven dengan suhu 105oC
selama kurang lebih 16 jam. Setelah itu ditimbang dan didapat nilai
kerapatan kering, untuk mendapatkan nilai saat kadar air awal
0%.
Pengujian Spesifik Gravity Pengujian ini hanya dilakukan pada
sampel sebanyak 3 kali untuk mengetahui nilai Gs sampel yang
digunakan untuk penentuan volume biogrouting sebenarnya. Nilai yang
diambil adalah nilai rata-rata dari 3 kali pengujian. Pengujian
Berat Jenis Tanah dilakukan sesuai ASTM D 854-02. Urutan pengujian
ini antara lain sebagai berikut1) Menyaring sampel pasir lolos
saringan No.42) Mengeringkan sampel pada temperatur 110 0C selama
24 jam3) Mencuci piknometer dengan air suling, kemudian
mengeringkan piknometer dan menimbang piknometer4) Memasukkan
sampel tanah ke dalam piknometer dan menimbang massa sampel tanah +
piknometer5) Menambahkan air suling ke dalam piknometer yang berisi
sampel tanah hingga terisi sampai duapertiganya.6) Mendiamkan benda
uji selama 24 jam atau lebih7) Memanaskan piknometer selama 10
menit untuk mengeluarkan udara di dalam piknometer8) Merendam
piknometer dalam bak sampai suhu piknometer tetap. Lalu,
menambahkan air suling hingga penuh dan mengeringkan bagian luar
piknometer.9) Menimbang piknometer+air suling+massa sampel10)
Menentukan isi piknometer dengan cara membersihkan piknometer dan
mengisi dengan air suling. Lalu mengeringkan dan timbang.11)
Menghitung data untuk menentukan nilai berat jenis sampel
Penambahan Kadar Air AwalKondisi pasir untuk penelitian ini
memiliki kadar air awal sebesar 30%. Oleh karena itu perlu
ditambahkan sekitar 106 mL air pada sampel pasir dengan massa 1087
gram pada volume sampel pasir 760 cm3. Perhitungan ini dapat
berubah tergantung nilai Spesifik Gravity sampel pasir dan nilai
kerapatan kering pasir.
Variasi SampelVariasi pada sampel ini dilakukan untuk menjawab
tujuan penelitian. Variasi yang dilakukan berdasarkan parameter
kuat geser tanah pasir untuk melihat pengaruh enzim urease,
pengaruh waktu fermentasi enzim urease, dan pengaruh variasi
derajat kejenuhan pencampuran enzim urease. Berikut adalah tabel
yang berisi jumlah dan volume dari masing-masing variasi.
Tabel 3.2 Variasi Sampel PenelitianVariasi SampelMassa Pasir
(gram)Volume Grout Enzim (mL)Volume Larutan Sementasi (mL)Waktu
Fermentasi (hari)
A1087---
AG-3108749,31973
AG-7108749,31977
AG-14108749,319714
AG-S 50108714,15614
AG-S 100108749,319714
AG-S Terendam Sebagian1087125,350114
Total304361346,43376
KeteranganA: Pasir Asli (Tanpa Perlakuan)AG-3: Pasir Asli +
Enzim Waktu 3 hari (S=100%)AG-7: Pasir Asli + Enzim Waktu 7 hari
(S=100%)AG-14: Pasir Asli + Enzim Waktu 14 hari (S=100%)AG-S 50:
Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat kejenuhan S=50%AG-S 100:
Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat kejenuhan S=100%AG-S
Terendam Sebagian: Pasir Asli + Volume Enzim untuk derajat
kejenuhan S=100% dengan kondisi terendam sebagian
Variasi-variasi tersebut memiliki variabel kontrol yang
ditetapkan sama pada setiap variasi. Kontrol yang dilakukan pada
setiap variasi sampel antara lain adalah, kadar air awal 30%, nilai
pH 7, pencampuran enzim menggunakan spray, suhu ruang, dan
perbandingan enzim dengan larutan sementasi 1:4.Variasi-variasi
tersebut dapat menjawab tujuan penelitian dengan tabel analisa
sebagai berikutTabel 3.3 Analisa Perbandingan Variasi
SampelNoVariasi Sampel DasarVariasi Sampel SasaranAnalisa
Perbandingan
1AAG-14Pengaruh pencampuran enzim pada parameter kuat geser
pasir.
2AG-3AG-7Pengaruh waktu fermentasi enzim terhadap parameter kuat
geser pasir
AG-7AG-14
3AG-S 50AG-S 100Pengaruh derajat kejenuhan pasir pada parameter
kuat geser.
AG-S 100AG-S 100 Terendam Sebagian
Tahapan dan Metode PencampuranTahapan pencampuran dilakukan
dengan melakukan pencampuran pasir dengan enzim urease terlebih
dahulu, setelah itu baru dilakukan pencampuran larutan sementasi.
Metode pencampuran biogrouting adalah pencampuran secara langsung.
Pencampuran langsung dimulai dengan spray. Material pasir yang
telah di spray dengan enzim diaduk secara merata lalu dimasukkan ke
dalam wadah pipa silinder yang telah disiapkan.
Uji Direct ShearPada uji geser langsung dilakukan di
Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Indonesia. Peralatan yang digunakan dalam uji
geser langsung antara lain adalah : Alat Direct Shear Test Shear
Box Beban dengan berat 5-25 kg 2 Dial gauge untuk proofing dial dan
horizontal dial Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram Jangka
sorong
Pengujian geser langsung dilakukan sesuai ASTM D3080- 03.1)
Mengambil sampel tanah pasir2) Mengukur diameter shear box beberapa
kali3) Menimbang berat penutup shear box4) Menyiapkan beban
pemberat5) Memasukkan sampel tanah ke dalam shear box6) Mengunci
shear box7) Mengaduk tanah dengan alat pengaduk selama 2-5 menit
agar tanah menjadi agak padat (tidak berongga). Lalu, meratakan
permukaan dan menutup sampel dengan batu berpori yang memiliki
serat yang tegak lurus pada arah gaya geser tanah8) Meletakkan
beban 11,31 kg dan memulai percobaan dengan kecepatan pergeseran
horizontal sebesar 1 mm/menit9) Membaca pergerakkan ring dial
setiap interval 15 detik mulai dari dimulainya pergeseran
horizontal10) Menghentikan percobaan ketika tanah sudah mengalami
kondisi keruntuhan. Kondisi ini ditunjukkan ketika pembacaan dial
konstan dan kemudian menurun11) Mengulangi percobaan dengan beban
berat normal 22,62 kg, 33,93 kg, 45,24 kg, dan 56,55 kg.
lampiran
Lampiran 1. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=50%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan
1d-Diameter6,4cm
2h-Tinggi5cm
3V(0,25*p*d2*h)Volume160cm3
4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-
5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3
6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel228,8gram
7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3
8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3
9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi
volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin
diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%
10eVv/VsAngka Pori0,86-
11n(e/1+e)*100%Porositas46,24%
12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%
13Vww*VvVolume Air22,2cm3
14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir
kering sehingga berat air dianggap 0
15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%
16StargetDerajat Kejenuhan Sasaran50%
17Vbio(Starget*Vv) -VwVolume Biogrouting15cm3Perhitungan Volume
Biogrouting untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi
menjadi 2 yaitu enzim urease dan larutan sementasi
18Venzim20% * VbioEnzim Urease2,96cm3Perbandingan Enzim Urease
dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk
Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi
19Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi11,84cm3
Lampiran 2. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=100%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan
1d-Diameter6,4cm
2h-Tinggi5cm
3V(0,25*phi*d2*h)Volume160cm3
4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-
5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3
6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel229gram
7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3
8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3
9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi
volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin
diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%
10eVv/VsAngka Pori0,86-
11n(e/1+e)*100%Porositas46,2%
12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%
13Vww*VvVolume Air22,2cm3
14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir
kering sehingga berat air dianggap 0
15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%
15VbioVv-VwVolume Biogrouting52cm3Perhitungan Volume Biogrouting
untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi menjadi 2
yaitu enzim urease dan larutan sementasi
15Venzim20% * VbioEnzim Urease10,4cm3Perbandingan Enzim Urease
dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk
Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi
16Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi41,4cm3
Lampiran 3. Perhitungan Volume Biogrouting Literatur S
=200%NoSimbolPersamaanDefinisi SimbolNilaiSatuanKeterangan
1d-Diameter6,4cm
2h-Tinggi5cm
3V(0,25*p*d2*h)Volume160cm3
4Gs-Spesifik Gravity Pasir2,66-
5Yd-Unit Weight Pasir Kering1,43gr/cm3
6Ws(Gs*Yd)Massa Tanah Sampel228,8gram
7Yw-Unit Weight Air1gr/cm3
8Vs(Ws/Gs*Yw)Volume Padatan pada Tanah86cm3
9VvV-VsVolume Pori pada Tanah74cm3Volume Pori terbagi menjadi
volume air dan volume udara. Volume udara dianggap 0 karena ingin
diciptakan kondisi derajat kejenuhan 100%
10eVv/VsAngka Pori0,86-
11n(e/1+e)*100%Porositas46,24%
12wKadar air30%Kadar Air Dominan pada penelitian adalah 30%
13Vww*VvVolume Air22,2cm3
14WwVw * YwBerat Air22,2gramUnit weight yang dipakai untuk pasir
kering sehingga berat air dianggap 0
15S(Vw/Vv)*100%Derajat Kejenuhan30%
16StargetDerajat Kejenuhan Sasaran200%
17Vbio(Starget*Vv)-VwVolume Biogrouting126cm3Perhitungan Volume
Biogrouting untuk mencapai nilai derajat kejenuhan 100%. Terbagi
menjadi 2 yaitu enzim urease dan larutan sementasi
18Venzim20% * VbioEnzim Urease25,16cm3Perbandingan Enzim Urease
dan Larutan Sementasi Dominan dalam penelitian adalah 20% untuk
Urease dan 80% untuk Larutan Sementasi
19Vlarutan80% * VbioLarutan Sementasi100,64cm3
Lampiran 4. Tampak Atas Injeksi 9 Titik (satuan : milimeter)
Lampiran 5. Potongan A (satuan : milimeter)
Lampiran 6. Potongan B (satuan : milimeter)
Lampiran 7. Potongan C (satuan : milimeter)
Lampiran 8. Potongan D (satuan : milimeter)
Tabel 0.1 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Material
Injeksi BiogroutingVariabel KontrolKeterangan
Kadar Air Awal30 %
Waktu Fermentasi14 hari
Derajat Kejenuhan Sampel100%
Teknik PencampuranLangsung
SuhuSuhu Ruang
Perbandingan enzim/bakteri dengan larutan sementasi1 : 4
pH7
Tabel 0.2 Variabel Kontrol pada Sampel Perbandingan Waktu
FermentasiVariabel KontrolKeterangan
Kadar Air Awal30 %
Derajat Kejenuhan Sampel100%
Teknik PencampuranLangsung
SuhuSuhu Ruang
Perbandingan enzim/bakteri dengan larutan sementasi1 : 4
Volume Grout Enzim10,4 mL
Volume Larutan Sementasi41,4 mL
pH7
referensi
Ainiyah Sidratu, Prasetyo Endry Nugroho, Lisdiyanti
Puspita.2014.Biogrouting: Produksi Urease dari Bakteri Laut
(Oceanobaccillus sp.) Pengendap Karbonat.Jurnal Sains dan Seni
POMITS Vol. 2 No.1Alamtronics.2011.Studi Awal Pemanfaatan Teknik
Biogrouting Pada Tanah Pasir Untuk Proses Sementasi.Tesis
Universitas Indonesia, Depok.Astianto, Farid Farlandi.2014.Analisa
Pengaruh Pencampuran Tanah Gambut Dengan Mikroorganisme Selulolitik
Potensial Terhadap Nilai CBR (California Bearing Ratio) dan Nilai
DCP (Dynamic Cone Penetrometer). Skripsi Universitas Indonesia,
Depok.Budhu, Muni.2010. Soil Mechanics and Foundations 3rd edition.
Hamilton Printing Company, United States of America.DeJong J.T.,
Fritzges M.B., Nusslein K. 2006. Microbially Induced Cementation to
Control Sand Response to Undrained Shear. J. Geotech. Geoenviron.
EngineerDeJong J.T., Mortensen B.M., Martinez B.C., Nelson D.C.
2009.Bio-mediated Soil Improcement. Ecological Engineering.Fujita
Y, Ferris FG, Lawson RD, Colwell FS, Smith RW. 2000. Calcium
Carbonate Precipitation by Ureolytic Subsurface Bacteria.
Geomicrobiol Journal.Hardiyatmo, H.C. 1992. Mekanika Tanah I.
Gramedia Pustaka Umum, Jakarta.Harianto T., Hamzah S., Nur S.H.,
Abdurrahman M.A., Latief R.U., Fadliah I., Walenna A. 2013.
Biogrouting Stabilization on Marine Sandy Clay Soil. Proceedings of
the 7th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC
2013) Bali, Indonesia.Keykha A.H, Bujang B.K, Afshin Asadi, Satoru
Kawasaki. 2012. Electro-Biogrouting and Its Challenge. Paper.
Department of Civil Engineering , University Putra Malaysia and
Hokaido University.Lisdiyanti, Puspita. 2012. Biogrouting :
Pemanfaatan Mikroba Laut Pengendap Karbonat Dalam Penanganan Erosi
Pantai. BogorMobley, H.L.T., R.P. Hausinger.1989.Microbal Ureases :
Significance, Regulation, and Molecular Characterization.
Microbiological Reviews.Riyadh.2014. Analisis Pengaruh Injeksi
Mikroorganisme Selulolitik Potensial Terhadap Pemadatan Tanah
Gambut. Skripsi Universitas Indonesia, Depok.Suprapto, Yustian
Heri. 2011. Application Of Microbiology To Improve Mechanical
Properties Of Soil And Concrete. Tesis Universite Lille1,
Lille.Terzaghi, K. & Peck, B.P. 1967. Mekanika Tanah Dalam
Praktek Rekayasa. Alih Bahasa Witjaksono dan Krisna, 1993. Jakarta,
Erlangga.
MULAI
Persiapan Sampel
1. Perhitungan Material yang digunakan 2. Persiapan Wadah3.
Penyaringan Sampel4. Pengkondisian pH5. Pengeringan Sampel6. Uji
Spesifik Gravity7. Penambahan Kadar Air Awal
Tanah Asli
Variasi Tanah Asli + Enzim
1. Variasi Waktu Fermentasi2. Variasi Derajat Kejenuhan
Uji Direct Shear
Pengambilan Data Hasil dan Grafik
Analisis Data Hasil dan Grafik
Kesimpulan dan Saran