PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH LUNAK … · Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku...
Transcript of PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH LUNAK … · Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku...
i
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh:
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji skripsi
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing
Dosen Pembimbing I
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T
NIP. 19690717 199702 1 001
Dosen Pembimbing II
R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng
NIP. 19850917 201404 1 001
iii
PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH KOLOM PASIR KELOMPOK PADA TANAH
LUNAK SEBAGAI DRAINASE VERTIKAL DUA ARAH
Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-way Vertical
Drain
Disusun oleh:
RIFQI ADHITYATAMA
NIM I0113111
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Pada hari : Kamis
Tanggal : 31 Agustus 2017
Tim Penguji
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. .......................................
NIP. 19690717 199702 1 001
R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng .......................................
NIP. 19850917 201404 1 001
Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T.,M.T. .......................................
NIP. 19690903 199702 2 001
Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. .......................................
NIP. 19561112 198403 2 007
Disahkan,
Tanggal :
Kepala Program StudiTeknik Sipil
Fakultas Teknik UNS
Wibowo, S.T., DEA.
NIP. 19681007 199502 1 001
iv
PERSEMBAHAN
Untuk Ayahanda Eko Kurniawan, Ibunda Kristina Wiwik W, sdr Dwiki
Kurnia Putra, sdr. Revi Pandya Utama dan sdri. Amalia Dewanti yang selalu
memberikan motivasi serta doa dan dukungan tanpa henti.
Untuk segenap keluarga besar KBK Geoteknik dan Laboratorium Mekanika
Tanah yang telah menjadi keluarga kedua dan memberikan dukungan terbaik.
Untuk tim drainase vertikal dan rekan-rekan skripsi yang senantiasa dapat
bekerjasama dengan baik.
Untuk sahabat-sahabat seperjuangan Teknik Sipil angkatan 2013 yang telah
menjalani kebersamaan selama 4 tahun. Sukses selalu untuk kita semua.
v
MOTTO
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain
dan lingkungannya”
vi
ABSTRAK
Rifqi Adhityatama, 2017. Pengaruh Kolom Pasir Kelompok Pada Tanah Lunak
Sebagai Drainase Vertikal Dua Arah. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universsitas Sebelas Maret Surakarta.
Pembangunan sebuah konstruksi bangunan selalu berada di atas tanah.
Karakteristik tanah menjadi salah satu faktor penting didalamnya. Salah satu
pekerjaan tanah yaitu penambahan atau penimbunan tanah. Permasalahan yang
sering terjadi pada timbunan tanah adalah penurunan tanah yang relatif lama dan
tidak merata yang mengakibatkan rusaknya bangunan yang terdapat diatasnya.
Penelitian ditunjukkan untuk melihat perilaku penambahan lapisan pasir pada
dasar drum sebagai drainase vertikal yang dilihat dari penurunan pada plat besi
pada saat dibebani beban pada tanah uji dengan kolom pasir. Pengujian dilakukan
dengan pemberian beban pada tanah dengan kedalaman 15 cm, dan tanah dengan
kedalaman 25 cm. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan kolom pasir
mampu menambah kecepatan penurunan sebesar 0,8180 mm pada kedalaman 25
cm dan 0,5913 mm pada kedalaman 15 cm. Penambahan kolom pasir juga mampu
mengurangi nilai Cv dan menaikkan nilai Cc pada konsolidasi. Penambahan
drainase vertikal kolom pasir dapat mempercepat penurunan yang akan terjadi.
Kata kunci : tanah, drainase vertikal, kolom pasir.
vii
ABSTRACT
Rifqi Adhityatama, 2017. Influence of Group Sand Column on Soft Soil as Two-
way Vertical Drain. Thesis. Civil Engineering Departement,Faculty of
Engineering, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Construction of a building is always above the ground. Soil characteristics
become one of the important factors. One of the land works is the addition or
stockpiling of the soil. The problem that often occurs in landfill that the settlement
is relatively long and uneven that resulted the destruction of the buildings. The
study was shown to look at the behavior of sand columns and sand layer on the
drum base as a vertical drain seen from the settlement in the iron plate when
loaded over the tested soil without and with the sand column. The test is done by
loading the soil without vertical drain, sand column with 15 cm depth, and sand
column with 25 cm depth. The results showed that the addition of sand column
was able to increase the settlement speed by 0.8180 mm at a depth of 25 cm and
0.5913 mm at a depth of 15 cm. Addition of sand columns is also able to reduce
the vallue of Cv and increase the value of Cc in consolidation. The addition of
vertical drain of sand columns can accelerate the settlement that will occur.
Keywords : soil, vertical drain, sand column.
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala
rahmat hidayah dan karunia yang tidak ternilai yang telah diberikan sehingga
penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul
“Pengaruh Kolom Pasir Kelompok Pada Tanah Lunak Sebagai Drainase
Vertikal Dua Arah”. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat memperoleh
gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret.
Penulisan Skripsi/Tugas Akhir ini dapat berjalan baik tidak lepas dari bimbingan,
dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati,
penulis menyampaikan terimakasih kepada:
1. Wibowo, S.T, DEA selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret.
2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah
membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan
tugas akhir ini.
3. R. Harya Dananjaya H.I S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing II yang telah
membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan
tugas akhir ini.
4. Edy Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing akademik atas segala
arahan, bimbingan serta dukungannya.
5. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku Ketua Laboratorium Mekanika
Tanah beserta jajaran pengelola laboratorium yang telah memfasilitasi
penelitian penulis dengan sangat baik.
6. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moral maupun
material serta spriritual.
7. Teman-teman tim perkuatan tanah dasar lunak yang telah bekerja sama dengan
sangat baik dalam penelitian kali ini.
8. Teman-teman S-1 Teknik Sipil angkatan 2013 terima kasih atas dukungan dan
kerjasama yang kompak.
ix
9.Semua pihak yang telah banyak memberi sumbangan pikiran dan bantuan
selama penelitian hingga penyusunan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih ada
kekurangan, dengansegala kerendahan hati penulis mengharapkan saran yang
membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-
besarnya bagi semua pihak.
Surakarta, Agustus 2017
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii
PERSEMBAHAN .......................................................................................... iv
MOTTO.......................................................................................................... v
ABSTRAK .................................................................................................... vi
ABSTRACT ..................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..................................................................xvi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. ..xvii
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................... 1
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
BAB 2 LANDASAN TEORI .......................................................................... 4
2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 4
2.2. Dasar Teori ............................................................................................... 7
2.2.1. Tanah lunak ............................................................................................... 7
2.2.2. Pasir ............................................................................................................ 8
2.2.3. Konsolidasi ................................................................................................ 8
xi
2.2.4. Metode preloading dan drainase vertikal ........................................... 10
2.2.5. Perhitungan drainase vertikal ............................................................ 10
BAB 3 METODE PENELITIAN ................................................................ 13
3.1. Uraian Umum ........................................................................................ 13
3.2. Alat Dan Bahan ....................................................................................... 14
3.2.1. Alat .................................................................................................. 14
3.2.2. Bahan ............................................................................................... 19
3.3. Tahap Penelitian...................................................................................... 21
3.3.1. Tahap persiapan pengujian .................................................................... 21
3.3.2. Tahap penelitian utama ........................................................................... 25
3.4. Hipotesa .................................................................................................. 29
3.5. Alur Penelitian ........................................................................................ 30
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN .................................................. 31
4.1. Hasil Pengujian Tanah ............................................................................ 31
4.2. Penurunan Tanah .................................................................................... 32
4.2.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm ..................................................... 32
4.2.2. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm ..................................................... 33
4.2.3. Rekapitulasi ............................................................................................. 34
4.3. Perubahan Kadar Air ............................................................................... 35
4.3.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm ..................................................... 35
4.3.2. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm ..................................................... 38
4.4. Perubahan Nilai Hambatan Listrik pada Pasir .......................................... 41
4.4.1. Drainase vertikal kolom pasir 15 cm ..................................................... 41
4.4.1. Drainase vertikal kolom pasir 25 cm ..................................................... 42
4.5. Perbandingan Kadar Air Pasir dengan Hambatan .................................... 43
4.6. Konsolidasi ............................................................................................. 44
xii
4.6.1. Rekapitulasi ............................................................................................. 44
4.7. Perbandingan Analisis Perhitungan Penurunan dengan Pengamatan ........ 46
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 47
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 47
5.2. Saran ................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 49
LAMPIRAN ................................................................................................. 50
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan CV dengan variasi jarak pengambilan sampel
(Listyawan, 2015) ................................................................ 6
Gambar 2. 2 Pola pemasangan drainase vertikal (Hardiyatmo, 2015) ........ 11
Gambar 3.1. Drum tinggi 38 cm dan diameter 58 cm ................................. 14
Gambar 3.2. Drum tampak atas ................................................................. 14
Gambar 3. 3 Sketsa potongan drum model 3 dimensi ................................. 15
Gambar 3. 4 Sketsa potongan alat model 2 dimensi ................................... 16
Gambar 3. 5 Jangka sorong........................................................................ 17
Gambar 3. 6 Waterpass ............................................................................. 17
Gambar 3. 7 Pengganti Alat pembebanan ................................................. 18
Gambar 3. 8 Plat besi................................................................................. 18
Gambar 3.9 Balok kayu ............................................................................. 18
Gambar 3.10 AVO meter ........................................................................... 19
Gambar 3.11 Tanah yang digunakan .......................................................... 19
Gambar 3.12 Air........................................................................................ 20
Gambar 3.13 Pasir ..................................................................................... 20
Gambar 3.14 Sketsa model drainase vertikal kolom pasir (Sand Column
Vertical Drain) ....................................................................... 21
Gambar 3.15 Memasukkan pasir kedalam drum ........................................ 22
Gambar 3.16 Memasukkan tanah kedalam drum ........................................ 22
Gambar 3.17 Proses melubangi tanah ........................................................ 23
Gambar 3.18 Proses memasukkan pasir ..................................................... 23
Gambar 3.19 Proses penambahan pasir ...................................................... 24
Gambar 3.20 Posisi plat baja ..................................................................... 24
Gambar 3.21 Beban yang digunakan ......................................................... 25
Gambar 3.22 Sketsa kolom pasir pada drum uji ......................................... 26
Gambar 3.23 Pemasangan kolom pasir dengan 3 titik pengukuran
penurunan, 3 titik pengukuran hambatan pasir, dan 3 titik
pengukuran kadar air tanah lempung. ................................... 27
xiv
Gambar 3.24 Pengukuran penurunan dengan jangka sorong ...................... 28
Gambar 3.25 Pengukuran hambatan pasir menggunakan AVO meter ........ 28
Gambar 3.26 Pengambilan sampel tanah dan pasir..................................... 29
Gambar 3.27 Diagram alur penelitian ........................................................ 30
Gambar 4.1 Perbandingan penurunan tiap pemodelan ................................ 34
Gambar 4.2 Kadar air pasir drainase vertikal kolom pasir 15 cm................ 36
Gambar 4.3 Kadar air tanah drainase vertikal kolom pasir 15 cm ............... 37
Gambar 4.4 Kadar air pasir drainase vertikal kolom pasir 25 cm................ 39
Gambar 4.5 Kadar air tanah drainase vertikal kolom pasir 25 cm ............... 40
Gambar 4.6 Perbandingan hambatan dan kadar air pasir tiap pemodelan.... 43
Gambar 4.7 Nilai Cc pada tiap pengujian ................................................... 44
Gambar 4.8 Nilai Cv pada tiap pengujian ................................................... 45
Gambar 4.9 Perbandingan penurunan yang terjadi dengan analisa teori ..... 47
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi tanah lempung berdasarkan kuat geser tekan bebas
(Peck dkk,1953) .......................................................................... 8
Tabel 2.2 Klasifikasi tanah lempung berdasarkan kadar air (Braja, 1985) ... 8
Tabel 2.3 Tipe drainase vertikal dan cara pemasangan(Hardiyatmo,2015) .. 11
Tabel 4. 1 Hasil pengujian tanah lunak ...................................................... 31
Tabel 4. 2 Tambahan penurunan drainase vertikal kolom pasir 15 cm ........ 32
Tabel 4. 3 Tambahan penurunan drainase vertikal kolom pasir 25 cm ........ 33
Tabel 4. 4 Kadar air pasir pada drainase vertikal kolom pasir 15 cm ........... 36
Tabel 4. 5 Kadar air tanah pada drainase vertikal kolom pasir 15 cm ......... 37
Tabel 4. 6 Kadar air pasir pada drainase vertikal kolom pasir 25 cm .......... 38
Tabel 4. 7 Kadar air tanah pada drainase vertikal kolom pasir 25 cm ......... 40
Tabel 4. 8 Nilai hambatan pasir pada drum drainase vertikal kolom pasir
15 cm........................................................................................ 41
Tabel 4. 9 Nilai hambatan pasir pada drum drainase vertikal kolom pasir
5 cm ......................................................................................... 42
Tabel 4. 10 Nilai indeks pemampatan (Cc) tiap pemodelan......................... 44
Tabel 4. 11 Nilai indeks pemampatan (Cv) tiap pemodelan......................... 45
Tabel 4. 12 Besar penurunan tiap pemodelan .............................................. 46
Tabel 4. 13 Besar penurunan tiap pemodelan .............................................. 46
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Tv = time factor
ti = waktu terjadinya konsolidasi (detik)
Cv = koefisien konsolidasi (cm2/detik)
H = tebal tanah (cm)
p’1 = tekanan efektif pada tanahcompressible awal pengujian (kg/cm2)
p’2 = tekanan efektif pada tanah compressible akhirpengujian (kg/cm2)
e1 = besarnya angka pori pada tegangan p’1
e2 = besarnya angka pori pada tegangan p’2
Sp = penurunan primer (m)
H = tebal lapisan terkonsolidasi (m)
Cc = koefisien kompresi
e0 = besarnya angka pori awal pengujian
σ0 = tegangan awal tanah (kg/m2)
∆σ = tegangan tambahan pada tanah (kg/m2)
σz = tambahan tegangan (kPa)
q0 = besar beban merata (kPa)
r = jari – jari penampang beban (m)
z = kedalaman titik yang ditinjau (m)
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Data Hasil Penelitian Awal Laboratorium
Lampiran B Data Hasil Penelitian Utama
Lampiran C Dokumentasi Penelitian
Lampiran D Berkas Kelengkapan Skripsi