perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user PENGGUNAAN METODE ELEKTROOSMOSIS PADA TANAH LEMPUNG YANG DITAMBAH ABU AMPAS TEBU DITINJAU DARI PARAMETER KUAT GESER TANAH (UJI MODEL FISIK SKALA KECIL DI LABORATORIUM) Method Electroosmosis Usage on Clay Soil Plus Bagasse Ash Evaluated from Soil Shear Strength Parameter (Small Scale Physical Model Test in the Laboratory) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : ANDI TRI UTOMO NIM I 1107034 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
17
Embed
PENGGUNAAN METODE ELEKTROOSMOSIS PADA …eprints.uns.ac.id/11526/1/322403010201310361.pdf · Shear Strength Parameter (Small Scale Physical Model Test in the Laboratory) SKRIPSI Disusun
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PENGGUNAAN METODE ELEKTROOSMOSIS PADA TANAH LEMPUNG YANG DITAMBAH ABU AMPAS TEBU
DITINJAU DARI PARAMETER KUAT GESER TANAH
(UJI MODEL FISIK SKALA KECIL DI LABORATORIUM)
Method Electroosmosis Usage on Clay Soil Plus Bagasse Ash Evaluated from Soil
Shear Strength Parameter (Small Scale Physical Model Test in the Laboratory)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
ANDI TRI UTOMO
NIM I 1107034
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PENGGUNAAN METODE ELEKTROOSMOSIS PADA TANAH LEMPUNG YANG DITAMBAH ABU AMPAS TEBU
DITINJAU DARI PARAMETER KUAT GESER TANAH
(UJI MODEL FISIK SKALA KECIL DI LABORATORIUM)
Method Electroosmosis Usage on Clay Soil Plus Bagasse Ash Evaluated from Soil
Shear Strength Parameter (Small Scale Physical Model Test in the Laboratory)
Disusun oleh :
ANDI TRI UTOMO NIM I 1107034
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji pendadaran
Disahkan, Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Ketua Program S1 Non Reguler
Fakultas Teknik UNS Jurusan Teknik Sipil Ir. Bambang Santosa, MT Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19590823 198601 1 001 NIP. 19680912 199702 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
“…hidup memang kegelapan, jika tanpa hasrat dan keinginan. Dan
semua hasrat keinginan adalah buta, jika tidak disertai pengetahuan.
Dan segala pengetahuan adalah hampa, jika tidak diikuti pekerjaan.
Dan setiap pekerjaan akan sia – sia, jika tidak disertai cinta”
(Kahlil Gibran)
PERSEMBAHAN
(Alm) Bapak dan Ibu tercinta, yang telah memberikan banyak
pengorbanan pada anak-anaknya.
Kakak-kakakku dan adikku tersayang, yang telah banyak memberikan
dukungan baik moril maupun meteri padaku.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK
Andi Tri Utomo, 2013. Penggunaan Metode Elektroosmosis pada Tanah Lempung yang Ditambah Abu Ampas Tebu Ditinjau dari Parameter Kuat Geser Tanah (Uji Model Fisik Skala Kecil Di Laboratorium). Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Falkultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Suatu bangunan yang didirikan diatas tanah lempung dengan kadar air yang tinggi akan banyak menemui masalah. Tujuan stabilisasi tanah adalah perbaikan tanah agar sifat fisiknya maupun sifat tekniknya menjadi lebih baik. Elektroosmosis merupakan metode untuk mengurangi kadar air pada tanah lempung dengan menggunakan arus listrik searah (DC). Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui perubahan parameter kuat geser tanah lempung asli dan tanah lempung yang ditambah abu ampas tebu setelah penggunaan metode elektroosmosis tanpa beban awal dan dengan beban awal pada beberapa variasi beda potensial.
Penelitian ini menggunakan metode elektroosmosis pada tanah lempung asli dan tanah lempung yang ditambah abu ampas tebu dengan persentase 10% dari berat sampel. Model elektroosmosis berbentuk box ukuran 40 x 30 x 15 cm, beda potensial 0, 3, 6, 9 dan 12 volt dan diberi perlakuan tanpa beban awal dan dengan beban awal. Pengamatan yang dilakukan adalah parameter kuat geser tanah yaitu nilai kohesi (c) dan nilai sudut geser dalam (φ) dengan uji direct shear test.
Hasil parameter kuat geser pada uji elektroosmosis tanpa beban awal menunjukkan semakin tinggi beda potensial maka semakin besar nilai (c) dan (φ) yaitu pada voltase tertinggi 12 volt tanah lempung yang ditambah abu ampas tebu 10% nilai c = 0.097 kg/cm2 dan φ = 9,16° lebih besar, dibandingkan dengan tanah lempung asli nilai c = 0.064 kg/cm2 dan φ = 3.29°. Sedangkan dengan beban awal menunjukkan semakin tinggi beda potensial maka semakin besar nilai (c) dan (φ) yaitu pada voltase tertinggi 12 volt tanah lempung yang ditambah abu ampas tebu 10% nilai c = 0.141 kg/cm2 dan φ = 13.54° lebih besar, dibandingkan dengan tanah lempung asli nilai c = 0.122 kg/cm2 dan φ = 9.17°. Pada uji elektroosmosis dengan beban awal pada tanah lempung asli dan tanah lempung yang ditambah abu ampas tebu 10% akan menghasilkan nilai c dan φ lebih besar, daripada saat tanpa beban awal.
Kata kunci : Direct Shear Test, elektroosmosis, lempung, abu ampas tebu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRACT
Andi Tri Utomo, 2013. Method Electroosmosis Usage on Clay Soil Plus Bagasse Ash Evaluated from Soil Shear Strength Parameter (Small Scale Physical Model Test in the Laboratory). Thesis, Civil Engineering Departement, Engineering Faculty, Sebelas Maret University of Surakarta.
A building that is built on clay soil will encounter many problems. Soil stabilization is a soil improvement to make it better. Electroosmosis is a method to reduce the water content in the clay soil using direct current (DC). The purpose of this study was to determine the shear strength parameters change clay plus bagasse ash after using the elektroosmosis method with and without preloading with variations of potential difference.
This study uses electroosmosis on clay plus bagasse ash with a percentage of 10%. Electroosmosis models shaped box measures 40 x 30 x 15 cm, the potential difference is 0, 3, 6, 9 and 12 volts and it is given without preloading and with preloading treatment. The observations that is made are the soil shear strength parameters. It is cohesion (c) and the friction angle (φ) value.
Results of soil shear strength parameters (Direct Shear Test) showed that the higher the potential was applied in electroosmosis test without preloading on original clay and clay soil plus beggash ash, the bigger cohesion (c) and the friction angle (φ) value. The higher the potential was applied in electroosmosis test with preloading on original clay and clay soil plus beggash ash, the bigger cohesion (c) and the friction angle (φ) value. On electroosmosis test with preloading condition on original clay soil and clay soil plus bagasse ash 10% produce c and φ values greater than when without preloading.
Keywords: Direct Shear Test, electroosmosis, clay, bagasse ash
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah yang telah menciptakan kehidupan sebagai bagian dari
bukti kekuasaan-Nya. Shalawat dan salam semoga tetap terlimpah curahkan
kepada Rasulullah SAW, beserta seluruh keluarga, sahabat dan para pengikut
beliau yang shaleh hingga akhir zaman.
Penulisan skripsi dengan judul “Penggunaan Metode Elektroosmosis pada
Tanah Lempung yang Ditambah Abu Ampas Tebu Ditinjau dari Parameter
Kuat Geser Tanah (Uji Model Fisik Skala Kecil Di Laboratorium)” ini
merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Jurusan Teknik
Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Selesainya skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak, sehingga pada
kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapakan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada :
1. Ir. Bambang Santosa, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
2. Edy Purwanto, ST, MT., selaku Ketua Program S1 Swadana Transfer
Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tabel 4.1. Hasil perhitungan nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam
(°) pada metode elektroosmosis tanpa beban awal .............................. 27
Tabel 4.2. Hasil perhitungan nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam
(°) pada metode elektroosmosis dengan beban awal ........................... 30
Tabel 4.3. Nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam (°) pada tanah
lempung pada metode elektroosmosis tanpa beban awal
dan dengan beban awal .......................................................................... 33
Tabel 4.4. Nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam (°) pada tanah
lempung yang ditambah abu ampas tebu 10% pada
metode elektroosmosis tanpa beban awal dan dengan
beban awal .............................................................................................. 36
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Abu ampas tebu .............................................................................. 9 Gambar 2.2. Proses Elektroosmosis (Mitchell, 1993) ....................................... 11
Gambar 2.3. Model Helmholtz–Smaluchoweski untuk fenomena Elektroosmosis ................................................................................ 11
Gambar 2.3. Model prapembebanan dengan pemberian beban awal pada permukaan tanah (Van Impe, 1989) ..................................... 13
Gambar 2.4. Kriterial Kegagalan Mohr Couloumb (1773) ............................... 14
Gambar 3.1. Skema model elektroosmosis tampak samping ............................ 20
Gambar 3.2. Gambar model elektroosmosis tampak samping .......................... 20
Gambar 3.3. Gambar pemberian beban awal (preloading) pada sampel.............................................................................................. 22
Gambar 3.4. Gambar tampak atas dan titik pengambilan sampel ..................... 23
Gambar 3.5. Diagram alir prosedur penelitian ................................................... 24
Gambar 4.1. Kurva distribusi ukuran butiran tanah ........................................... 25
Gambar 4.2. Grafik Cassagrande ........................................................................ 26
Gambar 4.3. Grafik hubungan anatara beda potensial dan kohesi tanpa beban awal ............................................................................ 28
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara beda potensial dan sudut geser dalam tanpa beban awal ................................................................. 29
Gambar 4.5. Grafik hubungan anatara beda potensial dan kohesi dengan beban awal ......................................................................... 31
Gambar 4.6. Grafik hubungan antara beda potensial dan sudut geser dalam dengan beban awal.............................................................. 32
Gambar 4.7. Grafik hubungan antara beda potensial dan kohesi tanpa beban awal dan dengan beban awal pada tanah lempung ........... 34
Gambar 4.8. Grafik hubungan antara beda potensial dan sudut geser dalam tanpa beban awal dan dengan beban awal pada tanah lempung ................................................................................ 35
Gambar 4.9. Grafik hubungan antara beda potensial dan kohesi tanpa beban awal dan dengan beban awal pada tanah lempung ditambah abu ampas tebu 10%...................................................... 36
Gambar 4.10. Grafik hubungan antara beda potensial dan sudut geser dalam tanpa beban awal dan dengan beban awal pada tanah lempung ditambah abu ampas tebu 10% ............................ 37
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A = Luas bidang sampel, cm2
ASTM = American Society for Testing and Materials
C = Kohesi, kg/cm2
CH = Lempung tak organik dengan plastisitas tinggi
CL = Lempung tak organik dengan plastisitas rendah
Gs = Berat jenis tanah (Specific gravity)
LL = Batas cair
MH = Lanau dengan plastisitas tinggi
ML = Lanau dengan plastisitas rendah
OH = Lempung organik dengan plastisitas tinggi
OL = Lempung organik dengan plastisitas rendah
Pf = Beban permanen, kg
Ph = Beban horisontal, kg
PVD = Pre-Fabricated Vertical Drains
PI = Indeks plastisitas
PL = Batas plastis
S = Derajat kejenuhan, %
Sc(f) = Penurunan permanen
Sc(s) = Penurunan penambahan/preloading
USCS = Unified Soil Classification System
Vf = Volume total, cm3
Vv = Volume rongga, cm3
Vw = Volume air, cm3
Ws = Berat butiran padat, gr
σ = Tegangan normal tanah, kg/cm2
τ = Tegangan geser tanah, kg/cm2
φ = Sudut geser dalam,
g w = Berat volume air, gr/cm3
ΔH = Selisih tinggi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Data identifikasi tanah.
Lampiran B Data pengujian utama Direct Shear Test.
Lampiran B1 Data pengujian utama Direct Shear Test pada penggunaan
metode elektroosmosis tanpa beban awal pada tanah lempung
asli.
Lampiran B2 Data pengujian utama Direct Shear Test pada penggunaan
metode elektroosmosis tanpa beban awal pada tanah lempung
yang ditambah abu ampas tebu 10%.
Lampiran C Data pengujian utama Direct Shear Test.
Lampiran C1 Data pengujian utama Direct Shear Test pada penggunaan
metode elektroosmosis dengan beban awal pada tanah lempung
asli.
Lampiran C2 Data pengujian utama Direct Shear Test pada penggunaan
metode elektroosmosis dengan beban awal pada tanah lempung
yang ditambah abu ampas tebu 10%.
Lampiran D Foto-foto laboratorium.
Lampiran E Lembar konsultasi dan lembar pengesahan laboratorium.