studi pengaruh mikrobakteri terhadap permeabilitas … · tabel 3.3 kebutuhan sampel uji constant...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

STUDI PENGARUH MIKROBAKTERI TERHADAP

PERMEABILITAS DAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG

DENGAN VARIASI WAKTU PEMERAMAN

The Study on the Effect of Microbactery on the Permeability and Shear Strength

of Clay with Variations of Curing Time

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

THOMAS EDI SETIANTO

I 1113086

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN






SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh:

THOMAS EDI SETIANTO

I 1113086

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji pendadaran

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan dosen pembimbing

Dosen Pembimbing I

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD

NIP. 19680702 199502 1 001

Dosen Pembimbing II

Dr. Bambang Setiawan, ST, MT

NIP. 19690717 199702 1 001


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN






Disusun oleh:

THOMAS EDI SETIANTO

NIM I 0111086

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada hari :

Tanggal :

Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD ...................................

NIP. 19680702 199502 1 001

Dr. Bambang Setiawan, ST, MT ....................................

NIP. 19690717 199702 1 001

Ir. Noegroho Djarwanti, MT ....................................

NIP. 19561112 198403 2 007

Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT ....................................

NIP. 19690903 199702 2 001

Rabu

3 Agustus 2016


commit to user

iv

MOTO

“Jika salah maka perbaikilah, jika gagal cobalah lagi, tapi

jika kamu menyerah selesailah sudah”


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Laporan ini dipersembahkan untuk :

Bapak, Ibu serta adik – adik yang saya sayangi


commit to user

vi

ABSTRAK

Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the

Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,

Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.

Nilai permeabilitas dan kuat geser memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan

stabilitas tanah. Jika di Indonesia pada umumnya bahan yang digunakan untuk

material peningkatan stabilitas tanah adalah bahan kimia, namun pada penelitian ini

penulis akan mencoba menganalisa penambahan mikrobakteri penghasil

eksopolisakarida pada tanah lempung sebagai alternatif bahan tersebut. Dimana

diharapkan penambahan mikrobakteri ini dapat menambah stabilitas tanah dengan

cara mereduksi nilai permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanahnya.

Proses inokulasi mikrobakteri ini dilakukan terhadap dua variasi jenis mikrobakteri

(Pseudomonas sp dan Bacillus subtilis). Pemeraman setelah inokulasi mikrobakteri

kedalam tanah selama 15 dan 30 hari yang kemudian dilakukan pengujian

permeabilitas dan kuat geser. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui

seberapa besar pengaruh mikrobakteri dalam mereduksi nilai permeabilitas dan

meningkatkan nilai kuat geser tanah setelah proses inokulasi selesai. Hasil

penelitian ini didukung dengan foto scan hasil uji SEM untuk mengetahui

perubahan pada tanah asli dan tanah campuran bakteri pada masa pemeraman 30

hari.

Hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa inokulasi mikrobakteri sangat

berpengaruh terhadap tanah lempung yang dinyatakan dalam presentase. Hasil

pengujian permeabilitas didapatkan prosentase penurunan nilai permeabilitas

sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 67,18% dan sampel hasil inokulasi

Pseudomonas sp sebesar 58,73% terhadap sampel natural sebagai kontrol.

Sedangkan hasil pengujian kuat geser didapatkan prosentase peningkatan nilai kuat

geser sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 79,57% dan hasil inokulasi

Pseudomonas sp sebesar 70,97% terhadap sampel natural sebagai kontrol.

Kata kunci: lempung, permeabilitas, kuat geser, SEM


commit to user

vii

ABSTRACT

Thomas Edi Setianto, 2015. The Study on the Effect of Microbactery on the

Permeability and Shear Strength of Clay with Variations of Curing Time. Skripsi,

Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.

Permeability and shear strength values have a very close relationship with the

stability of soil. Generally in Indonesia, the materials used to increase stability of

soil are chemicals, but in this research the authors will try to analyze the addition

of mycrobacterial producer of exopolysaccharide on sandy soil for that alternative

materials. Where the expected the addition of mycrobacterial can add soil stability

by reducing its permeability and increase its shear strength.

Inoculation of mycrobacterial process was done two mycrobacterial species

variation (Pseudomonas sp and Bacillus subtilis). Ripening after inoculation of

mycrobacterial to the soil for 15 and 30 days then testing permeability and shear

strength. This study aimed to determine how much influence mycobacterial in

reducing the permeability and increase the value of shear strength after inoculation

process is completed. The results of this study are supported by SEM photo scan

test results to determine changes to the original soil and the soil mix of bacteria

during ripening 30 days.

Based on the test results can be concluded that inoculation of mycrobacterial very

influential on clay soils, expressed in percentage. Permeability test results obtained

percentage decrease in permeability values inoculation samples of Bacillus subtilis

amounted to 67.18% and samples of Pseudomonas sp inoculation results by 58.73%

of the natural samples as a control. While the shear strength test results obtained

percentage increase in shear strength sample results inoculation samples of Bacillus

subtilis amounted 79.57% and sampel of Pseudomonas sp inoculation results by

70.97% of the natural sample as a control.

Keyword: clay, permeability, shear strength, SEM.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan

judul “Studi Pengaruh Mikrobakteri terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser

Tanah Lempung dengan Variasi Waktu Pemeraman”. Penulisan laporan

penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2016.

Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,

dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Bambang Setiawan, ST, MT

selaku dosen pembimbing skripsi.

3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

4. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler maupun Non-reg.

5. Semua pihak yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu

Penyusun mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya.

Akhirnya penyusun berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu

pengetahuan khususnya bidang teknik sipil.

Surakarta, 3 Agustus 2016

Thomas Edi Setianto


commit to user

ix

DAFTAR ISI

hal

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

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

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

MOTTO ........................................................................................... ............... iv

PERSEMBAHAN ........................................................................................... v

ABSTRAK ....................................................................................................... vi

ABSTRACT............................................................................................ ......... vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xv

DAFTAR

LAMPIRAN ..................................................................................................... x

vii .....................................................................................................................

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4. Maksut dan Tujuan Penelitian ............................................................. 4

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................... 5

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5

2.2. Landasan Teori ..................................................................................... 7

2.2.1. Tanah Lempung ................................................................................... 7

2.2.2. Mikrobakteri ......................................................................................... 9

2.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) ....................................................... 14

2.2.4. Pemadatan Tanah (Compaction) ......................................................... 15


commit to user

x

2.2.5. Uji Tekan Bebas (UCS) ...................................................................... 16

2.2.6. Permeabilitas ....................................................................................... 17

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Tahap Persiapan ................................................................................... 24

3.1.1. Pengambilan Sampel Tanah ................................................................ 24

3.1.2. Distribusi Ukuran Butiran (Grain Size Analysis) ................................ 24

3.1.3. Pengujian Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit Test)................ 25

3.1.4. Penetapan Nilai OMC (Standart Proctor) ........................................... 25

3.1.5. Pembiakan Bakteri Bacillus Subtilis dan Pseudomonas sp.... ............. 25

3.2. Tahap Pembuatan Benda Uji dan Uji (SEM) ....................................... 26

3.2.1. Inokulasi Bakteri .................................................................................. 26

3.2.2. Pemeraman 15 hari dan 30 hari ............................................................ 27

3.2.3. Scan Electron Microscope (SEM) ....................................................... 28

3.2.4. Compaction .......................................................................................... 28

3.3. Tahap Pengujian Utama ....................................................................... 28

3.3.1. Pengujian Permeabilitas dengan Contstant Pressure Head ................. 29

3.3.2. Pengujian Kuat Geser dengan Kuat Tekan Bebas/UCS ....................... 30

3.4. Rancangan Penelitian ........................................................................... 32

BAB 4 HASIL DAN ANALISIS

4.1. Hasil Pengujian Sampel Tanah.......................................................... .. 35

4.2. Hasil Pengujian Utama ........................................................................ 35

4.2.1 Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap kuat Geser ...................... 35

4.2.2 Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri Terhadap Permeabilitas ...... .......... 39

4.2.3 Hasil Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) ...................... 41

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 44

5.2. Saran .................................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 46

LAMPIRAN


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Fase Pertumbuhan Sel Bakteri.................................................. . 12

Gambar 2.2 Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat Isi Kering Tanah ....... . 15

Gambar 2.3 Skema Alat Uji Tekan Bebas ................................................. 16

Gambar 2.2. Skema Alat Uji Permeabilitas Constant Pressure Head .......... 14

Gambar 2.3 Detail Sampel Pada Alat Uji Constant Pressure Head ............ 14

Gambar 2.4 Skema Alat Uji Tekan Bebas ................................................. 16

Gambar 3.1 Peta Lokasi Pengambilan Sampel .......................................... 24

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ............................................................. 34

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman

15 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ........................... 36

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Masa Pemeraman

30 Hari Sampel Tanah + Bakteri................... ........................... 37

Gambar 4.3 Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Bacillus

Subtilis Pada Masa Pemeraman 30 Hari .................................. 41

Gambar 4.4 Hasil Uji SEM Sampel Tanah Dengan Bakteri Pseudomonas

sp Pada Masa Pemeraman 30 Hari ........................................... 42


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis – Jenis Tanah Dari Batasan Ukuran Menurut ASTM ......... 8

Tabel 2.2. Klasifikasi Bacillus Subtilis .......................................................... 10

Tabel 2.3. Karakteristik dari Bakteri Bacillus Subtiliis ................................. 10

Tabel 2.4. Klasifikasi Pseudomonas sp.......................................................... 12

Tabel 2.5 Hubungan kuat tekan bebas (qu) lempung dengan konsistensinya 17

Tabel 2.6 Klasifikasi Permeabilitas Tanah ................................................... 18

Tabel 3.1 Kebutuhan Sampel Untuk Uji SEM ............................................ 32

Tabel 3.2 Kebutuhan Sampel Untuk Uji Kuat Tekan Bebas (UCS) ........... 32

Tabel 3.3 Kebutuhan Sampel Uji Constant Head Premeability ................. 16

Tabel 4.1 Karakteristik Tanah Lempung Sukoharjo .................................... 35

Tabel 4.2 Prosentase Peningkatan Kuat Geser ............................................. 38

Tabel 4.3 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran Pada Waktu

Pemeraman 15 hari ........................................................................ 39

Tabel 4.4 Hasil Uji Permeabilitas Tanah Campuran Pada Waktu

Pemeraman 30 hari ........................................................................ 40

Tabel 4.5 Prosentase Penurunan Nilai Permeabilitas ......... .......................... 40


commit to user

xiii

DAFTAR NOTASI

LL : Liquid Limit (%)

PL : Platic Limit (%)

SL : Shrinkage Limit (%)

PI : Indeks Plastisitas (%)

LI : Liquidity Indeks

w : Kadar air (%)

Gs : Spesific Gravity

ɣw : Berat jenis air (gr/cm3)

V : Volume (cm3)

e : Angka pori

n : Porositas

S : Derajat kejenuhan (%)

𝑞𝑢 : Kuat tekan (kN/m2)

𝑃 : Beban maksimum (kN)

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

𝐴𝑜 : Luas penampang benda uji semula (mm2)

ɛ : Regangan aksial (%)

∆H : Perubahan tinggi benda uji (mm)

Ho : Tinggi benda uji semula (mm)

P : Axial Load (kN)

a : Load Dial (kgf)

2,541 : Konfersi satuan dari inch ke cm

c : Kalibrasi arloji (0,2044)


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

FOTO PENGUJIAN

1. Alat dan Bahan ................................................................................... L. 1

2. Media Pertumbuhan ........................................................................... L. 2

3. Inokulasi Bakteri ................................................................................ L. 3

4. Index Properties ................................................................................. L. 4

5. Compaction Test ................................................................................ L. 5

6. Unconfined Compression Test (UCS) ................................................ L. 6

7. Permeability Test ............................................................................... L. 7

LAMPIRAN A :

Hasil Pengujian Laboratorium Index Properties Test ............................ L.A.1

LAMPIRAN B:

Hasil Pengujian Laboratorium Compaction Test .................................... L.B.1

LAMPIRAN C:

Hasil Pengujian Laboratorium Constant Pressure Head Test ................ L.C.1

LAMPIRAN D:

Hasil Pengujian Laboratorium Unconfined Compression Test .............. L.D.1


commit to user

xv

DAFTAR PUSTAKA

Atlas and Bartha, 1987. Microbial Ecology : Fundamentals and Application.,

Menlo Park, USA

Barbosa dkk, 2013 . Association between the level of quality of life and nutritional

status in patients undergoing chronic renal hemodialysis. Department

of Health & Human Service USA, CDC.

Darcy, H., 1956. Les Fountaines Publices de la Ville de Dijon. Paris: Dalmont.

Das, B. M., 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2,

Erlangga, Jakarta.

Fadliah, I., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Biogrouting Bacillus subtilis pada

Tanah Lempung Kepasiran. Thesis. Program Pasca Sarjana Universitas

Hasanuddin, Makassar.

Fatoni, M., 2014. Tinjauan Kuat Tekan Bebas Dan Permeabilitas Terhadap Tanah

Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Abu Ampas Tebu.

Fakultas Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Graumann, P., 2007. Bacillus: Cellular and Molecular Biology. Caister Academic

press.

Handayani, M., 2014. Studi Efektivitas Penurunan Permeabilitas dan Peningkatan

Kuta Geser Tanah Pasir Pantai Dengan Menggunakan Biopolimer

Eksopolisakarida. Malang, Universitas Brawijaya

Hardiyatmo, C. H., 2006. Mekanika Tanah 2, Gadjah Mada University Press,

Jakarta.

Hardiyatmo, C. H., 2010. Mekanika Tanah 1, Gadjah Mada University Press,

Jakarta

Ivanov, V., and Chu, J., 2008. Applications of Microorganisms to Geotechnical

ngineering for Biclogging annd Biocementation of Soil in situ. Reviews

in Enviromental Science and Biotechnology, 7: 139-153

Lay dkk, 1992. Mikrobiologi , Rajawali Press, Jakarta.

Madigan, M. 2005. Brock Biology Of Microorganism . Englewood Cliff: Prentice

Hall.


commit to user

xvi

Paramita, F., 2013. Studi Eksperimental Stabilisasi Tanah Lempung Kepasiran

Dengan Biosementasi Bacillus Subtilis. Thesis. Program Pasca Sarjana

Universitas Hasanuddin, Makassar.

Purwoko, 2007. Fisologi Mikroba. Bumi Aksara : Jakarta.

Puspita, L., 2011. Bacterial Carbonate Precipitation for Biogrouting. Prosiding

Simposium Nasional Ekohidrologi, PP 219-232.

Suharta, M., dan Prasetyo, E., 2008. Susunan Mineral dan Sifat Fisik – Kimia

Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan

Pertanian, Bogor.

Suprapto, H. Y., 2011. Application of Microboilogy to Improve Mechanical

Properties of Soil and Concrete. Faculty of Engineering University

Indonesia.

Suriawiria, 1990. Mikrobiologi Umum. Departemen Biologi FMIPA. ITB.Bandung

Terzaghi, K., And Peck, R.B., 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice,2 nd.

Ed. John Woley and Sons, New York.

Wesley, L. D., 2012. Mekanika Tanah Untuk Tanah Endapan & Residu .

Yogyakarta

.

studi pengaruh mikrobakteri terhadap permeabilitas … · tabel 3.3 kebutuhan sampel uji constant...

Documents