Downloaded 175 times
Uploaded bySubandy Civil
Prak.mekanika tanah i v1 (1)
Dokumen ini adalah petunjuk praktikum mekanika tanah I di sekolah tinggi teknik PLN Jakarta untuk mahasiswa jurusan teknik sipil, mencakup tata tertib, prosedur, dan format penulisan laporan. Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa memahami dan melaksanakan pengujian mekanika tanah dengan baik sesuai dengan standar yang ditetapkan. Setiap mahasiswa diharapkan aktif dan bertanggung jawab dalam mengikuti praktikum demi keberhasilan dan keselamatan bersama.
More Related Content
Similar to Prak.mekanika tanah i v1 (1)
Prak.mekanika tanah i v1 (1)
- 1. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta PETUNJUK PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH I LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 2. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta PETUNJUK PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH I DISUSUN OLEH : MISDAR INDAH HANDAYASARI LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 3. KATA PENGANTAR Buku PetunjukPraktikum Mekanika Tanah I ini diterbitkan dengan maksud agar seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil STT-PLN yang melaksanakan Praktikum Mekanika Tanah I mengetahui mengenai tata tertib laboratorium, peralatan praktikum yang digunakan, prosedur pelaksanaan pengujian dan penyusunan laporan hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan. Setiap peserta praktikum diharapkan dapat memahami buku Petunjuk Praktikum ini dengan baik agar dapat melaksanakan pengujian dengan benar sehingga bermanfaat bagi dirinya, keluarga dan masyarakat. Buku petunjuk ini masih jauh dari memuaskan, oleh karena itu saran dan kritik untuk perbaikan dari semua pihak sangat diharapkan. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu menyusun penyempurnaan Buku Petunjuk Praktikum Mekanika Tanah I ini. Semoga kita semua selalu mendapat petunjuk dari Tuhan Yang Maha Kuasa. Jakarta, 14 Agustus 2015 Kepala Laboratorium Mekanika Tanah Sekolah Tinggi Teknik - PLN Indah Handayasari, S.T., M.T.
- 4. Tata Tertib PraktikumMekanika Tanah I LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 1. Peserta wajib hadir 15 menit sebelum praktikum dimulai serta menandatangani daftar hadir. Apabila peserta terlambat hadir kurang dari 15 menit dimulainya praktikum, maka tetap diperbolehkan mengikuti praktikum namun tidak diperkenankan mengisi daftar hadir. 2. Praktikum dilaksanakan secara kelompok yang terdiri dari beberapa regu. 3. Setiap peserta wajib mengikuti semua kegiatan praktikum termasuk penjelasan umum dan tes awal sebelum praktikum dimulai. 4. Selama mengikuti praktikum, peserta wajib memakai pakaian yang rapih, bersih dan memakai sepatu. 5. Setiap peserta wajib menjaga kebersihan dan ketertiban selama praktikum. 6. Setiap peserta wajib melaksanakan semua modul praktikum serta mematuhi prosedur kesehatan dan keselamatan kerja. 7. Peserta bertanggung jawab dan wajib mengganti alat yang rusak/hilang selama praktikum berlangsung. 8. Ketidakhadiran peserta pada waktu yang telah dijadwalkan akan dianggap GUGUR dan tidak ada praktikum susulan. 9. Setiap peserta wajib mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan pada formulir/tabel pengamatan. 10. Laporan data hasil pengamatan dari percobaan (Laporan Sementara) dan Laporan Akhir Praktikum harus dikonsultasikan serta sudah diserahkan kepada asisten sesuai dengan waktu yang ditetapkan dengan ditulis tangan yang baik menggunakan tinta biru. 11. Peserta yang tidak menyerahkan Laporan Akhir Praktikum sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan, maka tidak akan mendapatkan nilai praktikum. 12. Apabila peserta praktikum melanggar tata tertib yang telah diatur diatas, maka Asisten dan Instruktur Laboratorium Mekanika Tanah berhak mengeluarkan yang bersangkutan. Kepala Laboratorium Mekanika Tanah Indah Handayasari, S.T., M.T.
- 5. Susunan Penulisan LaporanPraktikum a. Format Cover Laporan Sementara dan Laporan Praktikum : Catatan : 1. Kertas HVS Ukuran A4 (210 mm x 297 mm) 80gram 2. Logo STT-PLN berwarna Laporan Sementara/Praktikum Modul No. (Judul Modul) Sekolah Tinggi Teknik – PLN Nama : NIM : Kelas : Kelompok : Jurusan : Tanggal Praktikum : Asisten : Laboratorium Mekanika Tanah Sekolah Tinggi Teknik - PLN 2015
- 6. b. Format PenulisanLaporan : Format Isi Laporan : 1. Judul 2. Tujuan 3. Alat dan Perlengkapan 4. Teori 5. Cara Kerja 6. Data Pengamatan 7. Analisa 8. Kesimpulan Nama : NIM : Laboratorium Mekanika Tanah STT-PLN 2 cm 3 cm 2 cm 1,5 cm
- 7. c. Format LembarPengesahan : LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH Disusun Oleh : Nama : NIM : SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN Pendidikan Sarjana Strata Satu Teknik Sipil Jakarta, ..…….. 2015 Mengetahui, ttd ttd ( ……………………………… ) ( ……………………………… ) Kepala Laboratorium Mekanika Tanah Instruktur Laboratorium 2 cm 3 cm 2 cm 1,5 cm
- 8. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL I PENGUJIAN KADAR AIR (Water Content Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 9. PENGUJIAN KADAR AIR (Watercontent Test) A. TUJUAN : Pengujian untuk memeriksa banyaknya air dalam suatu contoh tanah yang dinyatakan dalam persen (%). B. PERALATAN : 1. Open listrik Ukuran Luar : 55 Cm x 45 Cm x 60 Cm Ukuran Dalam : 45 Cm x 40 Cm x 40 Cm Daya 1.400 watt, 220 volt, 7 A, 3000 C Pengatur suhu : 00 C - 2000 C 2. Timbangan listrik Daya : 8 watt 6 volt, 1,3 A Trafo : 220 volt ke 110 volt Trafo : 110 volt ke 6 volt Kapasitas : 200 gr Ketelitian : 0,1 mgr 3. Cawan Cawan /dish ukuran : 6 Cm Terbuat dari porselen tahan panas 4. Disikator untuk menyimpan contoh tanah, agar contoh tanah tidak terpengaruh udara luar. C. BENDA UJI : 1. Contoh tanah (sample) ialah contoh yang mewakili tanah yang akan diuji, dari contoh tanah asli ataupun contoh tanah tidak asli lagi. Contoh tanah asli (undisturbed sample) ialah contoh tanah yang diambil dari lapangan dengan metode standard, langsung di lindungi agar tidak berubah kepadatannya, kadar airnya serta fisiknya, dari pengaruh cuaca, manusia maupun alat. Contoh tanah tidak asli (disturbed sample) ialah contoh tanah yang sudah terganggu kadar airnya, kepadatannya maupun fisiknya. 2. Banyaknya contoh tanah yang diuji , tergantung kepada besar ukuran butirnya Bila berbutir halus, banyaknya contoh tanah antara 10 gr - 50 gr Bila berbutir kasar, banyaknya contoh tanah antara 50 gr - 100 gr 3. PELAKSANAAN : 1. Catat dalam blangko pengujian (form), no cawan, berat cawan dalam keadaan kosong dan bersih (TW) dalam gr. 2. Masukkan contoh tanah yang akan diuji kedalam cawan, ditimbang dan dicatat dalam blangko pengujian (WW ) dalam gr.
- 10. 3. Keringkan (masukkan)contoh tanah bersama cawan kedalam open dengan suhu 1100 C selama kurang lebih 24 jam. 4. Dinginkan contoh tanah yang sudah kering tersebut, kemudian ditimbang dan dicatat dalam blangko pengujian (DW) dalam gr. 5. Setiap pengujian/percobaan kadar air untuk contoh tanah asli harus dilakukan sebanyak 3 (tiga) cawan/dish. 6. Dari hasil pengujian dan perhitungan : Bila hasil perhitungan dari 3 (tiga) cawan menunjukkan perbedaan yang tidak mencolok, maka hasilnya dirata-rata. Bila salah satu dari hasil perhitungan menunjukkan perbedaan yang mencolok (exstrem), maka nilai yang dirata-rata hanya dari kedua hasil lainnya. Bila hasil perhitungan dari ketiga cawan tersebut saling berbeda (exstrem) maka pengujian harus diulangi. 4. PEMBAHASAN (Perhitungan) :
- 11. Kadar Air w= x 100 % %100x TWDW DWWW w Dimana : w = Kadar air (%) WW = Berat tanah basah + berat cawan (gr) DW = Berat tanah kering + berat cawan (gr) TW = Berat cawan (gr) Ww = Berat air (gr) Ws = Berat tanah kering open (gr) %100 Ws Ww w Berat Air Berat tanah kering open
- 13. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL II PENGUJIAN PEMADATAN TANAH (Compaction Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 14. PENGUJIAN PEMADATAN TANAH (CompactionTest) A. TUJUAN : Pengujian untuk menentukan / mengetahui besarnya angka kepadatan maksimum suatu contoh tanah (maximum dry density) pada saat mencapai angka kadar air optimum /OMC (optimum moistue content ). B. PERALATAN : 1. Silinder pemadatan ( Compaction mold ) Terbuat dari baja, terdiri dari dua bagian yang dapat disambung melalui alurnya dan berkait, agar bisa memperkokoh sambungannya. Dilengkapi dengan plat dasar, juga dapat disambung dengan silinder pemadatan/mold dengan sistim klem. Diameter mold : 10 Cm Tinggi mold : 12,7 Cm Volume mold : 1000 Cm3 2. Alat penumbuk ( Rammer ) Penumbuk terbuat dari baja, dapat jatuh bebas dengan tangkainya karena terpandu oleh tiga batang besi kolom/pilar yang dirakit melingkar dengan diameter lebih besar dari diameter penumbuk. Penumbukan dengan sistem manual (menggunakan tangan langsung ). Diameter rammer : 5,0 Cm Berat rammer dan tangkai : 2,5 Kg Tinggi jatuh bebas : 3 0 Cm 3. Alat pengeluar contoh ( Sample extruder ) Alat sejenis dongkrak mekanik yang diputar dengan tangan untuk mengeluarkan contoh tanah padat dalam mold. Ukuran sesuai dengan ukuran mold : Diameter : 10,0 Cm Panjang torak (piston) : 12,7 Cm 4. Timbamgan (Balance) Diperlukan dua kapasitas timbangan : a. Table platform scale balance Kapasitas 10 Kg dengan ketelitian 1 gr untuk menimbang mold, hasil pemadatan dan lain-lain. b. Electric direct reading balance Kapasitas 200 gr dengan ketelitian 0,1 mgr untuk menimbang kadar air. 5. Pisau perata (Knife /Straight edge) 6. Open listrik ukuran kecil 7. Ayakan No.4 (Sieve) 8. Loyang /nampan 9. Gelas ukur , kapasitas 100 Cm3 10. Cawan ( Evaporation dish ) 11. Obeng dan lain-lain.
- 15. C. PELAKSANAAN : I.Persiapan benda uji a) Contoh tanah yang diambil dari sumur uji/test pit (TP) dipisahkan dari gumpalan-gumpalan dengan palu karet atau palu plastik, agar dapat lolos dari lubang ayakan 5 mm (ayakan No. 4 ). b) Siapkan contoh tanah yang lolos ayakan No. 4 sekurang-kurangnya 6 nampan/loyang yang beratnya masing-masing 2,5 – 3,0 Kg. Contoh tanah dari ke 6 nampan ini akan dipadatkan/ditumbuk dengan kadar air yang bervariasi, berbeda-beda kandungan airnya. Agar kadar airnya berbeda-beda/bervariasi, contoh tanah tersebut diatas, ditambah air bervariasi pula atau dikurangi kadar airnya dengan jalan dikeringkan dengan open. Ditambah atau dikurangi kadar airnya tergantung keperluan. II. Persiapan alat Setelah dibersihkan, ditimbang dan dicatat, pastikan silinder/mold dapat disambung dengan penyambungnya dan dapat dirakit dengan plat dasarnya dengan mudah. Demikian pula alat penumbuknya (rammer), tidak ada kesulitan, untuk bisa jatuh bebas setinggi 30 Cm. III. Cara Pemadatan TAHAPAN Keliling Mold Tengah-tengah mold Jumlah P e r t a m a - tumbukan 1 tumbukan 1 tumbukan K e d u a 7 tumbukan 1 tumbukan 8 tumbukan K e t I g a 7 tumbukan 1 tumbukan 8 tumbukan K e e m p a t 7 tumbukan 1 tumbukan 8 tumbukan Jumlah total 25 tumbukan D. PEMADATAN TANAH ASLI : Pemadatan Tanah Asli Tanah yang belum ditambah maupun dikurangi kandungan airnya. a. Mold / silinder pemadatan dirakit dengan plat dasarnya. b. Isi mold dengan tanah yang akan dipadatkan, sebanyak kurang lebih 2/3 bagian (mold), sambung dengan penyambungnya, kemudian ditumbuk seperti prosedur tersebut diatas sampai selesai 25 kali tumbukan, lalu penyambung dibuka kembali, maka lapisan pertama terbentuk, menjadi 1/3 mold, dengan permukaan rata dan licin. Agar lapisan ini (pertama) dan lapisan berikutnya menjadi satu, tidak membentuk batas lapisan, maka permukaan lapisan pertama (yang licin) harus dibuat kasar. c. Isikan kembali tanah yang akan dipadatkan sebanyak 2/3 mold, sehingga mold menjadi penuh. Pasang kembali penyambungnya, tumbuk seperti prosedur. Lapisan kedua terbentuk dan menjadi satu dengan lapisan pertama menjadi 2/3 mold. Permukaan lapisan ini dibuat kasar, agar dapat menyatu dengan lapisan berikutnya.
- 16. d. Setelah molddisambung dan tanah sudah diisikan sebanyak 2/3 mold, penumbukan dilakukan kembali seperti prosedur, yang akhirnya lapisan ketiga terbentuk, menjadi satu dengan lapisan pertama dan kedua. e. Buka penyambung dengan hati-hati agar contoh tanah padat didalam mold tidak patah. Ratakan permukaan tanah serata bibir mold, bagian atas maupun bagian bawah, agar volume/isi mold betul-betul 1000 Cm3. f. Timbang dan catat beratnya dalam blangko uji/form Compaction Test, agar dapat dihitung berat volume basahnya t . g. Lakukan pengujian kadar air dari tanah yang dipadatkan tersebut, diambil sebanyak 2 cawan /dish, hasilnya dirata-rata. h. Akhirnya berat volume kering / dry density d dan kadar airnya (w) dari tanah asli didapat. Pemadatan Tanah dengan Penambahan Air (Natural + Air) 1. Tanah yang akan dipadatkan berikutnya adalah contoh tanah yang sama ditambah air sebanyak 20 Cm3 .Banyaknya air yang ditambahkan tergantung pada kondisi tanah,bila keadaannya kering, maka ditambah air antara 30 Cm3 – 40 Cm3 , bila kondisinya /keadaannya basah (moist), maka ditambah air antara 20 Cm3 - 30 Cm3 . Penambahan air untuk contoh tanah berikutnya, sebaiknya merupakan kelipatan dari penambahan air yang pertama. Jadi bila penambahan air pertama sebanyak 20 Cm3 ,untuk yang selanjutnya sebanyak 40 Cm3 , 60 Cm3 dan seterusnya. Bila penambahan air yang pertama 30 Cm3 , yang selanjutnya 60 Cm3 ,90 Cm3 dan seterusnya. Demikian pula untuk pengurangan air (dengan cara dijemur atau diopen). 2. Tanah yang sudah ditambah air 20Cm3 tersebut,diusahakan sedemikian rupa sehingga tercampur betul-betul merata. 3. Kemudian dilakukan prosedur pemadatan seperti prosedur No.III sampai sele- sai, hingga menghasilkan besaran angka t , d dan w (kadar air). 4. Bila berat volume basah t menunjukkan penurunan disbandingkan t (berat volume basah) sebelumnya atau sama, maka diperlukan sekali lagi pemadatan tanah dengan penambahan air, dan selanjutnya dilakukan pemadatan tanah yang dikurangi ainya (dengan diopen). 5. Bila t nya menunjukkan kenaikan dibandingkan t sebelumnya, maka diteruskan pemadatan tanah dengan penambahan air sampai mendapatkan 2 (dua) kali penurunan angka besaran t , atau seperti hal tersebut diatas, dan selanjutnya dilakukan pemadatan tanah yang dikurangi airnya dengan penjemuran atau diopen. 6. Dari keenam atau lebih variasi d (berat volume kering) dan w (kadar air) maka kepadatan maksimum (Max. dry density) dan kadar air optimum/OMC (optimum moisture content) dapat ditentukan dari grafik lengkung kepadatan.
- 17. E. PENGGAMBARAN : Hasilpengujian dihitung dengan rumus-rumus berikut : Dimana : t = Berat volume basah (gr/Cm3 ) W = Berat tanah basah padat ( gr ) V = Volume tanah padat ( Cm3 ) Dimana : Ws = Berat tanah kering open ( gr ). V Ws d W W V Ws d . W Ws V W d . W Wst d . WwWs Wst d . Ws Ws Ww Wst d 1 . V W t Berat volume kering d = V Ws
- 18. Ws Ww t d 1 1001 100. Ws Ww t d Dimana : gd= Berat volume kering ( gr / Cm3 ) gt = Berat volume basah ( gr / Cm3 ) w = Kadar air ( % ) WwWsW Ws Ww WsW 1. 100.1 100. Ws Ww W Ws Dimana : Ws = Berat tanah kering open ( gr ) W = Berar tanah basah ( gr ) w = Kadar air tanah ( % ) V Ws d wVwVs wWs d . . WwwVs wWs d . . WwwVs Vs wVsWs d . .. wVs WwwVs Vs Ws d . . wVs Ww wGs d . 1 . 100 100 . . 1 . Ws Ws wVs Ww wGs d 100 100. 1 . Ws Ww wVs Ws wGs d 100 100. 1 . Ws WwGs wGs d 100 . 1 . Gsw wGs d Dimana : d = Berat volume kering Gs = Berat jenis butir tanah w = Berat volume air w = Kadar air tanah S = Tingkat kejenuhan 100% S Gw wG S S d 1 w t d 100 100 w W Ws 100 100
- 21. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL III PENGUJIAN BERAT JENIS BUTIR TANAH (Specific Gravity Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 22. BERAT JENIS BUTIRTANAH (Specific Grafity) A. TUJUAN : Pengujian untuk menentukan berat jenis butir dari suatu contoh tanah, yang merupakan hasil bagi antara berat contoh tanah kering open dengan volume butir-butir tanah tersebut diatas. Besarnya volume butir-butir tanah diukur dengan air / air distilasi pada suhu 150 C. B. PERALATAN : 1. Piknometer ialah botol gelas dengan leher sempit lengkap dengan tutupnya yang berlubang sangat kecil (kapiler) dan tahan panas pada suhu 110o C, kapasitas 100 Cm3 . 2. Timbangan listrik ( Direct Reading Balance ). Kapasitas 200 gram, dengan ketelitian 0,1 mgr. 3. Ai r/air distilasi. 4. Pengukur suhu (thermometer ) Kapasitas 500 C, dengan ketelitian 10 C 5. Cawan porselen ( Porselien Mortal & Pastel ). Diameter 15,0 Cm dengan tinggi / dalam 7,0 Cm, untuk memisahkan tanah dari butir- butirnya tanpa merusak. 6. Kompor gas mini, untuk menggetarkan piknometer yang sudah berisi air dan tanah. 7. Open listrik (kecil) yang bisa diatur suhunya antara 00 C – 2000 C. 8. Ayakan No. 20 dengan ukuran lubang ayakan sebesar 0,85 mm, diameter ayakan 20cm dan tinggi ayakan 6 Cm. C. BENDA UJI : 1. Contoh tanah kering open lolos ayakan No.20 ukuran lubang 0,85 mm sebanyak kurang lebih 50 gram. 2. Setiap contoh tanah (sample) untuk satu pengujian, harus dilakukan sebanyak 3 (tiga) piknometer. D. PELAKSANAAN : 1. Catat nomer piknometer, berat piknometer lengkap dengan tutupnya kedalam blangko / form pengujian. Piknometer dalam keadaan kosong, bersih dan kering (Wf) dalam gram. 2. Isi piknometer dengan air sampai penuh, hingga lubang kapiler pada tutupnya (piknometer ) juga terisi penuh. Timbang dan catat beratnya kedalam blangko/form pengujian (Wa’) dalam gram. 3. Buka tutup piknometer, ukur suhu air dalam piknometer dan catat dalam blangko /form pengujian (T’ 0 C).
- 23. 4. Menimbang contohtanah kering open untuk pengujian berat butir tanah. a. Catat No. cawan / dish dan beratnya dalam keadaan kering, kosong dan bersih (TW) dalam gram. b. Timbang tanah kering open, yang lolos ayakan No.20 (0,85mm) didalam cawan /dish tersebut dan catat beratnya (W) dalam gram. c. Tanah yang diperlukan (W0) kurang lebih 10 gram ( W0 = W – TW ). 5. Sesudah ditimbang dan dicatat, air dalam piknometer ditumpahkan kurang lebih 50 %, kemudian masukkan contoh tanah (W0) kedalam piknometer, selanjutnya direbus selama kurang lebih 2 jam, piknometer dalam keadaan terbuka. Air dalam piknometer ditumpahkan kurang lebih 50% maksudnya agar : a. Memudahkan contoh tanah (W0) masuk kedalam piknometer, tidak mengakibatkan air dalam piknometer meluap, tumpah membawa butir - butir contoh tanah yang dimasukkan. b. Piknometer dapat bergetar mengeluarkan gelembung- gelembung udara saat dilakukan perebusan selama 2 jam dan lagi-lagi tidak menumpahkan air, yang akan memba-wa butir-butir contoh tanah. c. Pengukuran / penentuan volume butir-butir contoh tanah dengan air, terwakili akurat ( Volume air yang tumpah = volume butir-butir tanah ). 6. Selama masa perebusan harus dijaga, agar loyang tempat merebus tidak kekeringanan (selalu ditambah air). Biarkan piknometer bergetar, dan sekali-sekali dipindahkan tempatnya, agar masing-masing piknometer mendapat getaran yang sama, sehingga gelembung-gelembung udara dalam tanah dan air, diharapkan betul-betul hilang. 7. Setelah selesai perebusan, didinginkan sampai mencapai suhu dibawah 300 C. Piknometer diisi dengan air kembali, sampai penuh, hingga lubang kapiler pada tutupnya juga terisi penuh seperti sedia kala. 8. Kemudian ditimbang beratnya (Wb) dalam gram, diukur suhunya (T0 C) dan dicatat dalam blangko pengujian. E. PEMBAHASAN (Perhitungan) : Untuk mencari volume butir-butir tanah menggunakan mediasi air pada suhu Co 4 atau pada setiap pengujian diukur suhunya untuk disesuaikan.
- 24. Dalam blangko uji( form test ) : Berat jenis butir tanah = ingahbutirVolume ingahbutirBerat ker.tan.. ker.tan.. Gs = WbWaWo Wo Dimana : Gs = Jerat jenis butir tanah Wo = Berat tanah kering open (gr) Wa = Berat piknometer penuh dengan air pada T0 C (gr) Wb = Berat piknometer + berat contoh + sisa air dalam piknometer pada T0 C dalam gr
- 25. Bila contoh tanah(Wo) dimasukkan kedalam piknometer yang penuh dengan air, maka airnya akan meluap / tumpah, sehingga menyisakan air dan tanah (Wo) yang menempati tempat air yang tumpah, jumlah beratnya (Wb) dalam gram pada suhu To C. Wa’ = Berat piknometer + berat air yang memenuhinya pada suhu T’ o C. Wa = Berat piknometer + berat air yang memenuhinya pada suhu T o C. wfwfWa CpadaTw CpadaTw Wa o o '' Jadi volume air yang tumpah, sama dengan volume butir tanah yang memindahkannya : (Wo + Wa – Wb ) Gs (T0 C) = WbWaWo Wo Dimana : Gs(T0 C) = Berat jenis butir pada suhuTo C. Dimana : Gs (150 C) = Berat butir tanah pada suhu 150 C K (150 C) = Konstanta / koefisien pada suhu 150 C Catatan : 1. Piknometer kapasitas 100 Cm3 merupakan piknometer standard untuk contoh tanah berbutir halus , lolos ayakan No.20 (0,85 mm), sedangkanyang lebih halus lagi ,seperti untuk butir-butir semen ( portland.) dapat menggunakan piknometer kapasitas 50 Cm3 . Untuk yang berbutir kasar seperti pasir l olos ayakan N0.4 atau No.10, dapat menggunakan piknometer kapasitas 250 Cm3 atau 500 Cm3. 2. Sebagai pengganti air distilasi adalah air bersih layak pakai, kecuali ada permintaan khusus. 3. Berat jenis air dan koefisien harga K dari berbagai macam tingkatan suhu dapat dilihat pada daftar. 4. Berat masing-masing piknometer lengkap dengan tutupnya sudah ada dalam daftar. 5. Untuk mrngeluarkan gelembung-gelembung udara dalam air dan tanah selain dengan cara perebusan, juga dapat dilakukan dengan alat pompa vacuum stand dengan tekanan 100 mm Hg. Gs (150 C) = K (150 C) . Gs (T0 C)
- 27. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL IV PENGUJIAN GRADASI BUTIR TANAH (Grain Size Analisys) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 28. PENGUJIAN GRADASI BUTIRANTANAH (Grain Size Analisys) A. TUJUAN : a. Pengujian / percobaan untuk menentukan klasifikasi tanah dari ukuran-ukuran butirnya, mulai dari diameter 0,001 mm (Colloid) sampai dengan diameter 50,8 mm (Gravel ). b. Ada dua tahapan pengujian, tahap pertama bagian kasar (coarser part), menggunakan ayakan (sieve) dari ukuran lubang 2,00 mm sampai dengan ukuran lubang 50,8 mm, tahap kedua bagian halus (finer part) dibagi dua cara pula, cara pertama menggunakan ayakan (sieve) dari ukuran lubang 0,074 mm sampai dengan lubang 2,00 mm, cara kedua dengan analisa kecepatan pengendapan butir-butir tanah, menggunakan alat ukur Berat Jenis cairan (hydrometer) untuk diameter butir tanah yang lebih kecil dari 0,074 mm. c. Penggambaran kurva gradasi butiran dari hasil percobaan untuk menentukan klasifikasi butir tanah. B. PERALATAN : 1. Water bath adalah bak air untuk tempat pembacaan agar suhu dalam kondisi tetap/tidak berubah-ubah dengan cepat dan exstrem. 2. Hidrometer, alat ukur Berat Jenis cairan, dengan skala pembacaan dari 0,995 sampai dengan 1,050 3. Hidrometer yard adalah tabung gelas kapasitas 1000 Cm3 , diameter tabung Cm6 , tinggi Cm46 . 4. Gelas Beaker, terbuat dari kaca tahan panas, kapasitas 1000 Cm3 5. Starring apparatus, peralatan listrik untuk mengaduk suspensi 6. Stop wacth, alat pengukur waktu 7. Termometer, alat pengukur suhu, kapasitas 0 – 500 C 8. Ayakan (sieve) 2 set : Ayakan halus terdiri dari ayakan No. 10 (2,00 mm); No.20(0,85mm); No.40 (0,42mm); No.60 (0,25mm); No.140 (0,105mm); No.200 (0,074 mm). Ayakan kasar terdiri dari ayakan diameter lubang 50,8 mm; 38,1mm ; 25,4 mm; 19,1 mm; 9,52 mm; No.4 (4,76 mm) dan ayakan No.10 ( 2,00 mm). 9 Timbangan Timbangan listrik kapasitas 200 gr dengan ketelitian 0,1 mg Table platform scala balance kapasitas 10 Kg dengan ketelitian 1 gr 10 Spatula, cawan / dish, gelas ukur kap. 100 Cm3 dan rubber filler 11 Bahan Kimia : Water glass ( Sodium Silikat - Na 2 SO 3) Sodium hexameta phosphate – Na PO3 C. BENDA UJI : Contoh tanah yang akan diuji adalah contoh tanah kering udara agar dapat lolos ayakan sebanyak 2,50 Kg - 3,0 Kg.
- 29. D. PELAKSANAAN : Contohtanah diusahakan dapat diayak, dapat dipisah-pisahkan dari gumpalan- gumpalannya, dengan cara dibiarkan diudara sampai agak kering, (kering udara) dan dipukul-pukul dengan palu kayu / palu plastik agar butiran-butiran aslinya tidak pecah. I. Analisa butir tanah bagian kasar (coarser part) 1. Analisa butir tanah bagian kasar (coaser part), dimulai dengan mengambil sebagian dari contoh tanah sebanyak 2 cawan untuk pengujian kadar air, selanjutnya contoh kering udara ditimbang, semuanya dicatat dalam form pengujian, begitu pula berat tanah kering udara (W’) dalam gram. Setelah ditimbang, ayak dengan ayakan No.10 (2,00mm), tanah yang lolos ayakan disimpan untuk analisa butir tanah bagian halus (finer part) dan untuk bahan pengujian lainnya. Tanah yang tidak lolos/tertinggal diatas ayakan, dicuci sampai bersih, sampai terlihat mata butiran-butiran kerasnya. Pencucian dilakukan diatas ayakan No.10, kemudian dimasukkan dalam cawan besar /dish untuk diopen selama 24 jam. 2. Keluarkan dari open, didinginkan lalu ditimbang, sehingga berat kering dari contoh tidak lolos ayakan dicatat ( Wo ) dalam form pengujian. 3. Setelah ditimbang lalu diayak dengan susunan ayakan dari paling besar (diatas) hingga yang paling kecil (dibawah) : 50,8 mm; 38,1 mm; 25,4 mm; 19,1 mm; 9,52 mm; 4,76 mm dan 2,00 mm. 4. Contoh yang tertinggal/tidak lolos di masing-masing ayakan ditimbang dan dicatat dalam form pengujian. Penimbangan dilakukan secara kumulatif, diawali dari yang paling besar, kemudian ditambah dengan yang dibawahnya, hingga yang paling kecil/yang terakhir (2,00mm) dan berat totalnya sebanding dengan berat Wo dalam grm. 5. Kemudian dihitung banyaknya contoh butiran tanah yang tertinggal/tidak lolos dimasing- masing ayakan dalam persen (%). 6. Hitungan : Karena kadar airnya sudah dicari/diketahui maka berat tanah kering open seluruhnya dapat dihitung dengan rumus : Dimana : W = Berat total tanah kering open ( gr ) W’ = Berat total tanah kering udara (gr) w = Kadar air ( % ) Banyaknya butir tanah yang tidak lolos / tinggal di masing-masing diameter ayakan dalam persen (%) dihitung dengan rumus : Dimana : Px’ = Banyaknya butir-butir tanah yang tertinggal di masing-masing ayakan dalam persen ( % ) W0x = Berat tanah kering yang tertinggal di masing-masing ayakan ( gr ) W = Berat total tanah kering open ( gr ) % 100 100 ' w W W %100' W Wo Px x
- 30. Jadi yang lolospada masing-masing ayakan adalah : Px = 100 % - Px’ Dimana : Px = Banyaknya butir-butir tanah yang lolos ayakan dalam persen ( % ) Catat banyaknya contoh tanah yang lolos ayakan No.10 (2,00 mm) dengan kode : II. Analisa butir tanah bagian halus (finer part) Ini merupakan pengujian tahap kedua dengan cara ayakan halus , yang dimulai setelah pekerjaan pencucian contoh tanah dengan ayakan No.10 ( I. 1 ) selesai dikerjakan. 1. Timbang dalam glass beaker contoh tanah yang lolos ayakan No.10 (2,00mm) sebaNyak 60 gram (W’) dan timbang pula contoh tanah dalam 2 cawan untuk pengujian kadar airnya, catat semuanya dalam blangko/form pengujian. 2. Tambahkan campuran 20 Cm3 Sodium silikat dengan 100 Cm3 air kedalam beaker yang berisi contoh tanah (60 gr), diaduk dengan spatula, setelah tercampur merata, diopen selama 2 jam pada suhu 110 0 C. 3. Keluarkan dari open, ditambah air lagi sebanyak 100 Cm3 ,lalu didiamkan semalam 4. Kemudian ditambah dengan 2 butir Hezametha phosphate, diaduk dalam mangkok dengan alat pengaduk (sterrir apparatus) selama kurang lebih 10 menit. 5. Saat memasukkan contoh tanah (suspensi) dari glass beaker kedalam mangkok pengaduk harus hati-hati, tidak boleh ada butir-butir tanah yang hilang/tertinggal, demikain pula saat memasukkan suspensi tanah dari mangkok penga-duk ke tabung pembacaan (hydrometer yard), kemudian ditambah air sampai ku-rang lebih 1 Cm dibawah tanda garis 1000 Cm3. 6. Letakkan alat pengukur Berat Jenis cairan (Hidrometer) kedalam tabung yang penuh air,agar hydrometer tidak ditempeli butir-butir tanah dari suspensi atau letakkan di dalam Water bath yang sudah diisi air (hydrometer siap dipakai). 7. Letakkan tabung yang berisi suspensi tanah tersebut di telapak tangan sebelah kiri / kanan dan tutup bibir tabung dengan telapak tangan yang lain, lalu kocok suspensi dalam tabung ini, dengan membolak balik posisi tabung (diatas-dibawah, diatas-dibawah) selama 1 menit. 8. Masukkan tabung yang berisi suspensi tanah tersebut, kedalam water bath, bersihkan bibir tabung dari butir-butir tanah yang menempel dengan air dalam rubber filler. Suspensi ditambah air sampai batas 1000 Cm3 . Bersamaan dengan dimasukkannya tabung kedalam water bath, waktu pengendapan butir-butir tanah dimulai / stard (T=0 menit). 9. Satu menit kurang 15 detik, hydrometer dimasukkan/dicelubkan kedalam suspensi pelan-pelan, hati-hati, jangan sampai hydrometer bergejolak naik turun, sehingga susah dibaca. Tepat 1 menit berat jenis suspensi sudah selesai dibaca. Untuk pembacaan berikutnya , 2 menit kurang 15 detik hydrometer dimasukkan, tepat 2 menit berat jenis suspensi sudah selesai dibaca, demikian seterusnya sampai pembacaan terakhir (T=1440 menit). Jadwal waktu pembacaan : T = 1; 2; 5; 15; 30; 60; 240; 1440 dalam menit. Setiap selesai pembacaan, Hidrometer dikembalikan ketempatnya dan suhu suspensinya pun selalu dubaca. 10. Bila pengujian atau jumlah suspensi dalam tabung cukup banyak/sampai 10 tabung, maka perlu dibuatkan Tabel jadwal waktu pembacan. 11. Catat suhu dan hasil pembacaan/pengujian kedalam form pengujian. Adapun yang dicatat dari hasil pembacaan hanyalah angka dibelakang koma ws . .%..........20 P
- 31. 12. Setelah selesaipembacaan terakhir (T=1440 menit), suspensi tanah dalam tabung disaring dengan ayakan No.200 (0,074 mm), dicuci bersih diatas ayakan, diusahakan butir-butir tanah tidak ada yang hilang, masukkan dalam dish / cawan lalu diopen sampai kering pada suhu 1100 C (seperti pada bagian kasar No.1a). 13. Pembahasan/analisa pengendapan (sedimentasi), akan dibahas secara khusus dibelakang (paling akhir). 14. Cawan/ dish dikeluarkan dari open, didinginkan, ditimbang, kemudian diayak dengan susunan ayakan, mulai dari paling besar (diatas), ayakan No.20 ( 0,85mm ); No.40(0,42 mm); No.60(0,25 mm); No.140(0,105 mm) dan No.200 (0,074 mm ) 15. Untuk mendapatkan banyaknya butir tanah lolos pada masing-masing ayakan (diameter ayakan) dalam persen (%), dilakukan perhitungan seperti No. I. 6 menggunakan Rumus : Px = 100 % - Px’ % atau 16. Contoh tanah yang lolos ayakan No.10 (2,0mm) adalah P20 sebanyak x % (P20= x %) Sedangkan contoh tanah yang dipakai untuk pengujian finer part hanya sebagian kecil dari contoh tanah awalnya . Jadi Px hasil perhitungan di bagian halus (finer part) merupakan persentasi terhadap contoh tanah sebanyak 60 gr, bukan persentasi terhadap contoh tanah keseluruhan. Agar supaya hasil perhitungan Px(banyaknya diameter lolos ayakan) merupakan persentasi terhadap tanah keseluruhan, maka besarnya hasil perhitungan Px bagian halus diatas, harus dikalikan dengan besarnya P20 dalam persen, atau persamaan diatas masih harus dikalikan dengan banyaknya butir tanah lolos ayakan No. 10 (2,00 mm) dalam persen. Pekerjaan mengayak untuk diameter butir lebih kecil dari 0,074 mm, adalah pekerjaan yang sulit, maka dari itu dilakukan dengan cara kecepatan pengendapan memakai hydrometer. 17. Pembahasan / analisa pengendapan ( sedimentasi ). Besarnya diameter butir yang mengendap pada tahapan waktu, dihitung dengan rumus hasil penjabaran dari hukum Stoke yang menerangkan bahwa : Kecepatan mengendap suatu butiran tergantung pada diameternya, BD butirannya gravitasi, suhu air dan viscositas cairan. Dimana : v = Kecepatan pengendapan ( Cm / det.) L = Jarak tempuh ( Cm ) T = Waktu tempuh ( det.) d = Diameter ( Cm ) s = BD cairan / suspensi w = BD air = Viscositas g = Gravitasi 20100100 P W Wox Px %100.%100 W Wox Px 2 . 18 . d gws v T L v
- 32. Rumus iatas untukmengukur diameter fraksi dalam satuan Cm dan kecepatan pengendapan/waktu tempuh dalam detik. Untuk mengukur diameter butir lebih kecil dari 0,074 mm diperlukan waktu lebih lama. Berdasarkan pengalaman, memgukur diameter butir lebih kecildari 0,074 mm, memerlukan waktu pengendapan lebih lama dari 1(satu) menit. Maka satuan waktu dan satuan diameter rumus diatas dirubah menjadi : 2 10 . 18 . 60 dgws T L 100 . 18 . 60 2 dgws T L 2 . 1800 . 60 d gws T L gwsT L d . 1800 . 60 2 wsT L d .980 30 . w w w w sT L d ..980 30 . Dimana : d = Diameter butir (mm) L = Jarak tempuh butir (cm) T = Waktu tempuh / pembacaan (menit) = Viscositas Gs = BD butiran GT = BD air pada suhu T w = BD air pada suhu 40 C Banyaknya diameter butir yang mengendap pada tahapan waktu, dapat dicari dengan rumus : suspensiVolume suspensiBerat SuspensiBD . . . V Gs Ws VWs s GsV Ws V V V Ws s . GsV Ws V Ws V V s . GsV Ws ws 1 1 Gs Gs V Ws ws 1 Gs Gs V Ws ws 1 1 Gs Gs ws V Ws 1 .. Gs Gs VwsWs Jadi banyaknya butir yang mengendap pada saat T menit = wGTGsT L d 980 30 1 .. Gs Gs Vws
- 33. %100 ...ker.tan... .. halusbagianopeningahcontohBerat mengendapbutirBanyaknya P %100. .. Ws GTGs Gs Vws P %100... GtGs Gs Ws V wsP .%.. 100. GTGs Gs ws Ws V P Dimana : P = Banyaknya diameter butir terhadap contoh kering open bagian halus ( % ) ws = Selisih BD suspensi – BD air. V = Volume suspensi (Cm3 ) Ws = Berat contoh kering open bagian halus ( gr ) Gs = BD butiran tanah. GT = BD air pada suhu T0 C P terhadap contoh tanah keseluruhan adalah : 18. Penggambaran 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0.001 0.01 0.1 1 10 100 Result of grafic analysis 20 100 P GTGs Gs Ws V wsP
- 34. 1. Hasil analisadiameter butir-butir tanah, mulai dari ukuran Colloid 0,001mm) sampai dengan Gravels (50,8 mm) dan banyaknya diameter butir - butir tanah dalam kumulatif persen (%), digambar dalam kertas grafik berskala semi log. 2. Besaran diameter (mm) sebagai absisdenganskalalogaritma, sedangkan jumlah/banyaknya dalam komolatif persen (%), sebagai ordinat dengan skala biasa. 3. Titik potong - titik potong absis pada diameter 0,005 mm, 0,074 mm dan 2,0 mm dengan garis grafik adalah merupakan koordinat untuk menentukan banyaknya lempung (clay),lanau (silt) dan pasir (sand) dalam persen (%). 4. Setelah memasukkan ketiga besaran angka tersebut diatas pada grafik klafikasi butir tanah, maka dapat ditentukan jenis tanah yang diuji.
- 38. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL V PENGUJIAN BATAS CAIR TANAH (Liquid Limit Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 39. PENGUJIAN KOSISTENSI TANAH (LiquitLimit Test) A. TUJUAN : a. Pengujian/percobaan untuk menentukan besarnya kadar air pada batas antara kondisi tanah plastis menjadi cair ( wl ) dalam persen. b. Tanah dikatakan pada batas cair, apabila tanah (dalam cawan kuningan), yang sudah dibentuk alur ( tanah hasil goresan / barutan ) dapat merapat atau berimpit kembali sepanjang ± 1 Cm pada ketukan ke 25 (N=25). B. PERALATAN : 1. Alat batas cair Casagrande yang terdiri dari : a) Cawan kuningan batas cair yang dapat dilepas dan dipasang kembali di tempatnya dengan sistim pen / pasak besi b) Landasan dari karet padat, selain menjadi tempat engkol pemutar dan tempat terkaitnya cawan kuningan , juga menjadi tempat jatuh, cawan kuningan secara bebas ( cawan kuningan dapat jatuh bebas setingi satu Cm). c) Engkol pemutar berupa tangkai yang dapat diputar agar cawan kuningan terangkat setinggi 1 Cm dan kemudian jatuh menghasilkan bunyi ketukan yang akan menyatukan alur tanah dalam mangkok kuningan. 2. Cawan porselen dengan penumbuknya. 3. Spatula untuk mengaduk pasta tanah, campuran air dan contoh tanah agar betul-betul homogen. 4. Alat pembarut/penggores tanah dalam mangkok kuningan agar membentuk alur (grooving tool). 5. Gelas ukur kapasitas 100 Cm3 . 6. Ayakan No.40 dengan lubang ayakan 0,42 mm 7. Cawan / evaporation dish 8. Open listrik (kecil). 9. Timbangan listrik, kapasitas 200 gram dengan ketelitian 0,1 mgr C. BENDA UJI : Contoh tanah yang akan diuji kering udara, lolos ayakan No.40 sebanyak kurang lebih 500 gram. D. PELAKSANAAN : 1. Pastikan alat batas cair berfungsi dengan baik, tidak ada kemacetan, tinggi jatuh mangkok/cawan kuningan tepat 1 Cm dan demikian pula penggores/pembarut untuk pembuat alur. 2. Alur berbentuk trapisium, lebar alur bagian alas 2 mm, bagian atas 10 mm dan dalamnya 8 mm. 3. Ambil benda uji / tanah sebanyak kurang lebih 500 gram, tinggalkan/disisakan sebagian kecil (50 – 100 gram). Masukkan kedalam mangkok porselen, dicampur dengan air, diaduk dengan spatula sehingga membentuk pasta (hasil campuran air dan tanah).
- 40. Untuk pencampuran airyang pertama kali, dicoba, diusahakan dapat mencapai ketukan N = ±60 ketukan. Bila sudah tercapai jumlah ketukan diatas, biarkan pasta ini (campuran ini) ± 1 jam, agar meresap dan betul-betul tercampur merata (homogen). Ambil sebagian pasta ini kurang lebih 50 gram disimpan dalam disikator, untuk pengujian batas plastis. Lepas cawan kuningan dari tempatnya, isi dengan pasta tersebut diatas secukupnya, ratakan dengan spatula hingga membentuk lapisan setebal ± 8 mm – 10 mm, gores / barut lapisan ini tegak lurus dasar cawan dengan grooving tool, agar membentuk alur, mulai dari tangkai cawan sampai pada bibir cawan diseberangnya. 4. Pasang kembali cawan (berisi tanah sudah digores) ditempatnya. a. Lakukan pemutaran engkol sehingga terdengar bunyi ketukan (bunyi cawan jatuh). Kecepatan pemutaran atau kecepatan bunyi ketukan 1 detik dua kali putaran (ketukan). b. Sambil memutar engkol, ketukan dihitung dan alur (selebar 2 mm) dalam cawan kuningan diawasi. c. Bila alur dalam cawan sudah ada yang berimpit / bertemu kembali sepanjang ± 1 Cm, pemutaran dan penghitungan dihentikan. Untuk alat batas cair ( Casagrande ) yang memakai motor dan pencatat ketukan (caunter), memutar engkol,menghitung dan menghentikan, cukup dengan menekan tombol, bila alur sudah berimpit/bertemu ±1 Cm ( karena memakai tenaga listrik). d. Jumlah ketukan dicatat, tanah dalam cawan kuningan diambil untuk kadar airnya (sebanyak 1 dish). e. Pada contoh pasta yang sama dilakukan 2 kali pengujian agar hasilnya akurat / teliti. f. Pedoman / patokan untuk membantu agar pengujian batas caiar hasilnya baik. Setelah ketukan yang pertama ( I ), selanjutnya : a) Sisa tanah dalam cawan porselen ditambah air ± 5 Cm3 agar menjadi lebih basah, diaduk sampai merata betul-betul. b) Kemudian dilakukan pekerjaan pengujian seperti No.3 dan No.4, hasil ketukannya pasti berkurang, dicatat dan diambil kadar airnya. Penambahan air selanjutanya sebaiknya menurun/berkurang, karena banyaknya tanah juga sudah berkurang. c) Demikian seterusnya sampai pengujian yang ke VI selesai. Diharapkan ada tiga pengujian diatas ketukan N = 25, dan ada tiga pengujian dibawah ketukan N = 25. d) Pada saat pengujian menghasilkan ketukan sekitar N = 25, contoh tanah / pasta dalam mangkok diambil sebagian sebanyak ± 200 gram untuk pengujian batas susut, kemudian disimpan dalam disikator. Pengambilan contoh tanah ini tentunya setelah pengambilan untuk kadar air. Pengujian I II III IV V VI Jumlah ketukan N 55 – 70 40 – 50 25 - 35 15 - 23 09 - 13 05 - 08
- 41. E. PENGGAMBARAN : 1.Dari keenam pengujian tersebut diatas, akan menghasilkan 6 titik koordinat, kadar air sebagai ordinatnya, jumlah ketukan sebagai absisnya. 2. Gambarkan kedalam kertas berskala semi log, ordinatnya sebagai skala biasa, absisnya pada slaka log. 3. Dari keenam titik dapat ditarik satu garis lurus / garis aliran (sebanyak mungkin dari keenam titik tersebut masuk dalam satu garis), yang akan dipakai untuk menentukan batas cair dari suatu contoh tanah (wl) dalam persen. F. MENENTUKAN (Ditermination) : 1. Titik potong antara garis batas cair /garis aliran (Flow curve) dengan absis pada ketukan N = 25 adalah merupakan titik koordinat antara ketukan dan kadar air. 2. Ordinat titik ini menunjukkan besarnya angka batas kadar air/batas cair (wl) dalam persen. 3. Flow indek adalah perbandingan angka dari selisih kadar air ( ordinat ) dalam persen, dengan selisih dari banyaknya ketukan ( absis ) dalam sekala log. Dimana : Wn1 = Kadar air pada ketukan N1 12 21 loglog NN WnWn If Wn2 = Kadar air pada ketukan N2 N1 dan N2 = Banyaknya ketukan
- 42. Sebagai bahan tambahan/bahanpengetahuan, dalam , menentukan besarnya angka batas cair, beberapa ahli tanah pernah menentukan rumus sebagai berikut ; 1. Oleh W.E.S pada tahun 1949 TgB N wwl 25 Harga B = 0,115; B = 0,125; B =0,121 – 0,130 Berlaku untuk N = 20 -31 ; N = 15 - 41 2. Oleh Olmstead & C.M. Johnson dari Bureau of Public Roads tahaun 1954 N w wl log3,0419,11 Untuk harga N = 22 - 28 3. W.J. Eden dari National Reserch Cuoncil of Canada tahaun 1955, memperbaruhi penentuan W.E.S. dengan : Harga = 0,100 Untuk N = 15 - 35 4. AASHO tahun 1957 Untuk harga N = 15 - 40 121,0 25 N wwl N = 22 - 28 5. L.E.J. Norman , Geoteknique tahun 1959 N w wl log277,0388,1 Untuk harga wl = < 50 N = 17 - 35 092,0 25 N wwl Untuk harga 50 < wl < 120 N = 20 - 30 6. H.Y. Fang AASHO Road Test tahun 1959 25 log N Ifwwl Untuk harga N = 17 - 36 7. Oleh ASTM tahun 1961 12,0 25 N wwl Untuk harga N = 20 - 30
- 43. 8. Oleh B.Stahun 1961 092,0 25 N wwl Untuk harga N = 15 - 35 Selain dengan alat dari Mr. Casagrande ada pula alat Fall Cone Liquid Limit Tester dari Swedia. Bagian-bagian alat : 1. Cone membentuk sudut 600 terhadap horizontal, tersambung dengan tangkai yang berdiri tegak lurus ( 900 ). 2. Tempat contoh tanah , berdiameter 6 Cm dengan tinggi 2,5 Cm. 3. Arloji pengukur ( dial gauge ) dengan panjang stroke 30 mm, berketelitian 0,01 mm. 4. Pemegang batang cones. Menggunakan rumus : Dimana : wl = Batas cair (%) w = kadar air dari contoh tanah (%) M; N = dari daftar tergantung pada besar petrasi cones ( h ) (mm) DAFTAR HARGA M dan N H ( mm) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 7 1,21 - 3,5 1.20 - 3,4 1,19 - 3,2 1,18 - 3,0 1,17 - 2,9 1,16 - 2,7 1,15 - 2,6 1,14 - 2,5 1,14 - 2,3 1,13 - 2,2 M N 8 1,12 - 2,1 1,11 - 1,9 1,11 -1,8 1,10 - 1,8 1,10 - 1,6 1,09 - 1,4 1,09 - 1,3 1,07 - 1,2 1,07 - 1,1 1,06 - 1,0 M N 9 1,05 -0,9 1,05 - 0,8 1,04 - 0,7 1,04 - 0,6 1,03 - 0,5 1,03 - 0,4 1,02 - 0,3 1,01 - 0,3 1,01 - 0,2 1,00 - 0,1 M N 10 1,00 0,0 1,00 0,10 0,99 0,20 0,99 0,20 0,98 0,30 0,98 0,40 0,97 0,50 0,97 0,50 0,96 0,60 0,96 0,70 M N 11 0,96 0,70 0,95 0,80 0,95 0,90 0,94 0,90 0,94 1,00 0,94 1,10 0,93 1,10 0,93 1,20 0,93 1,20 0,92 1,30 M N 12 0,92 1,40 0,92 1,40 0,91 1,50 0,91 1,50 0,90 1,60 0,90 1,70 0,90 1,70 0,90 1,80 0,89 1,80 0,89 1,90 M N 13 0,89 1,90 0,88 2,00 0,88 2,00 0,88 2,10 0,88 2,10 0,87 2,20 0,87 2,20 0,87 2,20 0,87 2,30 0,86 2,30 M N 14 0,86 2,40 0,86 2,40 0,86 2,50 0,85 2,50 0,85 2,50 0,85 2,60 0,85 2,60 0,84 2,70 0,84 2,70 0,84 2,70 M N NwMwl .
- 44. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL VI PENGUJIAN BATAS PLASTIS TANAH (Plastic Limit Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 45. PENGUJIAN BATAS PLASTIS (PlasticLimit Test) A. TUJUAN : a. Percobaan/pengujian untuk menentukan batas besarnya kadar air (wp), pada contoh tanah, dari kondisi semi plastis menjadi plastis dalam persen. b. Tanah dikatakan pada batas plastis, apabila tanah tersebut mulai menunjukkan patah-patah sepanjang ±1,5 Cm dengan ø 3 mm, pada saat dilakukan penggilingan/memilin-milin tanah tersebut, dengan telapak tangan diatas plat kaca plastic limit. B. PERALATAN : 1. Plat kaca ukuran 30 Cm x 40 Cm x 1 Cm untuk memilin-milin / rolling atau menggiling tanah. 2. Evaporation dish/cawan 3. Kawat dengan ø 3 mm untuk pembanding hasil pilinan tanah. 4. Cawan porselen dengan penggerusnya. 5. Open listrik ukuran kecil. 6. Timbangan listrik dengan kapasitas 200 gram, ketelitian 0,1 mgr. C. BENDA UJI : Contok tanah yang diuji harus kering udara dan lolos ayakan No.40 dengan ukuran lubang ayakan 0,42 mm. D. PELAKSANAAN : 1. Siapkan plat kaca, kawat ø 3 mm dan 3 cawan kadar air. 2. Keluarkan contoh tanah dari disikator ( contoh tanah yang diambil dari percobaan batas cair ), diremas-remas sehingga kadar airnya merata, dibentuk seperti bola-bola kecil, letakkan diatas plat kaca. 3. Mulailah dipilin-pilin / digiling diatas kaca dengan telapak tangan, hingga membentuk rol-rol panjang, perhatikan diameternya, sesuaikan dengan ukuran kawat ø 3 mm. 4. Bila diameternya sama, bahkan lebih kecil dari ø 3 mm, tetapi belum terjadi putus- putus, berarti tanah tersebut terlalu basah. Tanah ini diremas-remas kembali dan ditambah tanah kering agar tidak terlalu basah. Bila terjadi kebalikannya, diameter tanah belum mencapai ø 3 mm ( 3 mm ) sudah patah-patah, berarti tanah ini terlalu kering, maka tanah tersebut harus ditambah air dan diremas-remas kembali sampai airnya tercampur merata. 5. Lakukan pekerjaan No,3 sampai terjadi patah-patah sepanjang ± 1,5 Cm, pada ø 3 mm. 6. Bila hal ini sudah terjadi, maka dilakukan terus pemilinan tanah agar mendapatkan contoh tanah ( patah-patah ) yang cukup banyak untuk dicari kadar airnya. 7. Hasil contoh tanah tersebut diatas dibagi tiga dan masukkan pada cawan, ditimbang kemudian diopen selama 24 jam pada suhu 1100 C. 8. Batas platis ( wp ) adalah kadar air contoh tanah tersebut diatas setelah dirata-rata dalam persen.
- 46. E. RUMUS DANHITUNGAN - HITUNGAN : Rentang batas antara batas cair dengan batas plastis disebut plastic indek. Ip = wl - wp Dimana : Ip = Plastic index ( % ) wl = Batas cair ( % ) wp = Batas plastis ( % ) wpwl wnwl Ic Dimana : Ic = Consistency index wn = Kadar air asli ( % ) wpwl wpwn Il Dimana : Il = Liquidity index If Ip It Dimana : It = Toughness index If = Flow index Rentang batas antara batas plastis dengan batas susut disebut shrinkage Index. Is = wp - ws Dimana : Is = Shrinkage index. ( % ) ws = Batas susut ( % )
- 48. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL VII PENGUJIAN BATAS SUSUT TANAH (Shringkage Limit Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 49. PENGUJIAN BATAS SUSUTTANAH (Shringkage Limit Test) A. MAKSUD : Pengujian batas susut tanah adalah pengujian untuk menentukan besarnya batas kadar air tanah, disaat volumenya tidak menyusut lagi (berkurang lagi ), walaupun kadar airnya dikurangi terus sampai kering atau pada saat kondisi semi plastis menjadi non plastis, kering/kaku. Dari hasil pengujian ini dapat juga dicari/dihitung besarnya angka perubahan susut (volume change/volumetric shrinkage), susut panjang (linier shrinkage), rasio susut (shrinkage ratio) dan berat jenis butir tanah. B. PERALATAN : 1. Cawan porselen dengan penggerusnya 2. Evaporation dish / cawan 3. Spatula 4. Gelas susut 5. Pisau perata ( knife / straight edge ) panjang 20 Cm 6. Plat kaca ukuran 12 Cm x 12 Cm x 0,2 Cm 7. Gelas ukur , kapasitas 100 Cm3 8. Air raksa sebanyak 2000 gram 9. Timbangan kapasitas 10 Kg dengan ketelitian 0,1 gram dan cap. 200 grm 10. Plat kaca dengan 3 paku ditengahnya (pronk plate), untuk megukur volune tanah dalam air raksa. 11. Ayakan No.40, diameter ayakan 20 Cm, tinggi 6 Cm dengan ukuran lubang ayakan 0,42 mm. C. BENDA UJI : Contoh tanah kering udara lolos ayakan No.40, ukuran lubang 0,42 mm sebanyak ± 250 gram. D. PELAKSANAAN : 1. Ukur volume glas susut menggunakan air raksa. a) Gelas susut diisi penuh dengan air raksa. b) Ratakan permukaan air raksa sesuai permukaan bibir gelas susut, dengan menekan plat kaca, menggunakan pisau perata (straight edge), sampai ada air raksa yang tumpah. c) Timbang air raksa dalam gelas susut yang sudah diratakan tersebut. d) Volume gelas susut adalah berat air raksa dalam gelas susut dibagi dengan 13,6 (Volume = Berat air raksa/BD air raksa). e) Catat volume tanah basah yang besarnya sama dengan volume gelas susut. f) Kembalikan air raksa ketempatnya dan bersihkan gelas susut dari air raksa, langsung diolesi dengan vaselin/stempet.
- 50. 2. Sebagian contohtanah yang diambil (pengambilan yang kedua) dari pengujian batas cair pada ketukan sekitar N = 25, dikeluarkan/diambil dari disikator, diaduk dengan spatula sampai betul-betul tercampur merata. 3. Masukkan / isikan tanah tersebut kedalam gelas susut, sebanyak sepertiga bagian dan ketuk-ketukkan dengan hati-hati selama ±10 menit, agar tanah mengalir, mengisi sudut- sudut gelas susut dan gelembung-gelembung udara dalam tanah tersebut keluar. a) Isi lagi sebanyak sepertiga bagian dan diketuk-ketukan seperti tersebut di atas selama ±10 menit. b) Untuk pengisian yang ketiga/terakhir juga dilakukan demikian hingga tanah menjadi penuh dan padat tidak ada gelembung-belembung udara lagi. c) Ratakan permukaan tanah sesuai permukaan bibir gelas susut dengan plat kaca yang ditekan dengan pisau perata. 4. Kemudian ditimbang, lalu diangin-anginkan, dibiarkan beberapa jam sambil dirawat supaya tidak terjadi retakan dan selanjutnya diopen selama 24 jam pada suhu 1100 C (bila langsung diopen sering terjadi retak). 5. Untuk pengujian satu contoh tanah diperlukan 2 gelas susut dan hasilnya dirata-rata (mean valie). 6. Sisa contoh tanah yang diuji ini, dipakai untuk pengujian kadar air, sebanyak 2 atau 3 cawan/dish , ditimbang , dicatat dan diopen bersama-sama. 7. Setelah selesai diopen selama 24 jam , dikeluarkan dan didinginkan. Setelah dingin/suhunya konstan, ditimbang dan dicatat berat keringnya (Ws) dalam gram. Demikian pula untuk kadar airnya. 8. Kemudian keluarkan tanah kering tersebut dari gelas susut dan ukur volumenya dengan air raksa. a) Ambil gelas susut yang lebih besar yang dapat merendam contoh tanah kering open dalam air raksa. b) Isi gelas susut dengan air raksa sesuai volumenya seperti prosedur No.1 diatas, namum pada saat meratakan permukaan air raksa menggunakan plat kaca yang ada 3 paku ditengahnya (pronk plate) dan pindahkan air raksa yang tumpah ketempat lain. c) Masukkan contoh tanah kering (Ws) kedalam gelas susut yang penuh dengan air raksa, tekan tanah kering agar terendam dalam air raksa dengan plat kaca yang berkaki tiga dibantu pisau perata. d) Air raksa yang tumpah karena terdesak oleh volume tanah kering open (Vs) ditimbang. e) Catat volume tanah kering (Vo) yang sama dengan berat air raksa yang tumpah dibagi dengan 13,6 (BD air raksa). 9. Disaat kadar airnya mencapai batas susut/ws (shrinkag elimit) berarti volume tanah sudah tidak susut lagi (Vo) besarnya sama dengan volume tanah kering open (Vs) yang tidak akan menyusut lagi.
- 51. E. PEMBAHASAN : Prosesterjadinya shrinkage dapat digambarkan seperti dibawah ini :
- 52. Hitungan dan rumus-rumusnya: Pengukuran volume menggunakan mediasi air raksa dengan berat jenis 13,6 Setelah besaran-besaran volume tanah basah ( V ) dalam Cm3 , volume tanah kering (Vs=V0) dalam Cm3 , berat tanah kering ( Ws ) dalam gram, dan kadar air tanah awal ( w ) dalam persen diperoleh, maka dapat dihitung besaran-besaran yang diperlukan dengan rumus-rumus : Batas susut (Shrinkage limit): . Dimana : ws = Kadar air batas susut ( % ) Ww = Berat air awal ( gr ) Ww’ = Berat air saat terjadi batas susut ( gr ) Ws = Berat tanah kering ( gr ) %100. ' Ws Ww ws
- 53. %100. ' Ws WwWwWw ws %100. ' Ws WwWwWw ws %100. . %100. 0 Ws wVV Ws Ww ws Dimana : Ww = V x w Ww’ = Vor x w Ww - Ww’ = ( V-V0 ) w Susut volumetrik (Volume change) : Perubahan volume dari volume awal sampai dengan tidak menyusut lagi dihitung dalam persen. %100. 0V V C Dimana : C = Susut volumetric ( % ) V Selisih antara volume awal dengan volume saat terjadi susut. %100. 0 0 V VV C %100. 0 ' V w WwWw C %100. .0 ' wV WwWw C %100. .0 ' Ws wV Ws WwWw C Ws wV Ws Ww Ws Ww C . %100. ' %100. .0 % .0 Ws wV wsw C Susut panjang (Shrinkage linier) : Dimana : Ls = Susut panjang ( % ) Ls = %100 L L L0 = Panjang saat terjadi susut L = Panjang awal L = 0LL %100.0 L LL Ls L0 3 = oV L0 =3 Vo % wVo Ws wswC %100.0 Ws wVV wws
- 54. %100.1 0 L L Ls L3 =V VL 3 %100.1 3 V Vo LS %100. 1 1 3 Vo V LS %100. 1 1 3 0 00 V VVV LS %100. 1 1 3 0 0 0 0 V V V VV LS %100. 1 1 1 3 0 V V LS %100. 100 100 . 1 1 1 3 0 V V LS Angka susut rasio (Shrinkage ratio) : Dimana : C = Volume susut ( % ) R = wsw C w = Kadar air awal ( % ) Ws = Kadar air batas susut ( % ) %100. %100. ' 0 Ws WwWw V V R Ws WwWw V V R ' 0 ' 0 0 . WwWw Ws V VV R wVVV WsVV R 00 0 . . % 100 100 31100 C Ls wVo Ws R
- 55. Batas susut dapatjuga dihutung, bila specific gravity ( Gs ) dan susut rasio diketahui dengan rumus : %100. 11 GsR ws Rumus ini didapat dari penjabaran berikut : wVwWw . wVsVWw . Dimana Ww = Berat air awal ( gr ) Vw = Volume air ( Cm3 ) V = Volume tanah basah ( Cm3 ) Vs = Volume tanah kering open (Cm3 ) wVVVVWw S 00 wVVwVVWw So .0 wVVwVVWw S .. 00 %100. . %100. . 00 Ws wVV Ws wVVWw S %100. .. %100. . 00 Ws wV Ws wV Ws wVV w S Gs juga dapat dicari dengan rumus sebagai berikut : wVs Ws Gs . Dimana : Gs = Berat jenis butir tanah Ws = Berat kering butir tanah (gr) Vs = Volume tanah kering ( Cm3 ) w = Berat jenis air pada suhu 40 C wVswVowVo Ws Gs ... wVswVowVo Ws Gs ... wVsVowVo Ws Gs .. wVsVoVVwVo Ws Gs .. wVoVVsVwVo Ws Gs .. wVoVVsVwVo Ws Gs .. wVoVwVsVwVo Ws Gs ... %100 11 GsR ws
- 56. Ws wVoVwVsV Ws wVo Gs ... 1 Ws wVoV Ws Ww R Gs .1 1 %100 %100. . 1 1 Ws wVoV Ws Ww Rs Gs %100 %100. . 1 1 Ws wVoV w R Gs %100 1 1 ws R Gs Dimana : Gs = BD butiran tanah R = Susut rasio ws = Kadar air batas susut ( % ) S = Tingkat kejenuhan 100% S ws R Gs 1 1
- 58. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL VIII PENGUJIAN KEPADATAN TANAH DILAPANGAN DENGAN METODE KERUCUT PASIR (Sand Cone Method) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 59. PENGUJIAN KEPADATAN TANAHDILAPANGAN DENGAN METODE KERUCUT PASIR (Sand Cone Method) A. TUJUAN : Menguji kepadatan tanah hasil pemadatan baik berupa bendung urugan tanah maupun fondasi dasar jalan urugan, pengukuran volumenya menggunakan berat volume ( ts )pasir silica. B. PERALATAN : 1. Peralatan uji kerucut pasir ( Sand Cone ) terdiri dari : a. Botol terbuat dari plastik kapasitas ±4.000 Cm3 yang dapat disambung dengan corong besi dengan sistim ulir/drat. Selain berupa botol, ada pula yang berbentuk silinder terbuat dari besi dan langsung tersambung dengan corongnya dengan sisitim skrup, kapasitas lebih kecil. b. Corong berbentuk kerucut, terbuat dari besi yang dapat disambung dengan botol dengan lubang bagian atas ø 12,7 mm ; lubang bagian bawah ø 162 mm dan dengan tinggi 135,5 mm. Dilengkapi dengan kran yang dapat dibuka dan ditutup untuk keluar masuknya pasir. c. Plat dasar ukuran 290 mm x 290 mm dengan lubang ditengahnya ø 162 mm, untuk berdirinya (tempat tersambungnya) corong dengan sistim alur. d. Tabung silinder terbuat dari besi, kapasitas 2.000 Cm3 , ø 167 mm dengan tinggi/dalam 85mm yang dapat saling ditutupkan, khususnya untuk tempat tanah hasil galian dan juga untuk mengukur banyaknya pasir dalam kerucut besi. 2. Timbangan yang diperlukan untuk pengujian ada dua macam kapasitas maupun jenisnya : a. Platform table balance kapasitas 10 Kg dengan ketelitian 0,1 gram yang dapat dibawa/dipindah–pindahkan tempatnya, untuk menimbang tanah peralatan sand cone dan lain-lain. b. Timbangan listrik, kapasitas 200 gram dengan ketelitian 0,1 mg untuk menimbang kadar air. 3. Ayakan No. 10 diameter lubang 2.00 mm sebanyak 1 (satu) buah, dan ayakan No. 200, diameter lubang 0,074 mm juga 1 buah. 4. Dish / cawan kadar air sebanyak 2 buah. 5. Watepass 6. Termometer pengukur suhu kapasitas 00 - 500 C 7. Peralatan pembantu berupa, pahat, palu, skop kecil dan lain-lain untuk membuat 1 buah lubang atau 2 buah lubang galian
- 60. Bahan pembantu : 1.Pasir silica, kering, dapat lolos ayakan No.10 dan tertahan diatas ayakan No.200, bersih tanpa bahan pengikat, sehingga dapat lolos/mengalir dengan mudah dalam lubang corong. 2. Air bersih. C. BENDA UJI / Lokasi pengujian : Benda uji adalah contoh tanah dari lokasi pengujian, yang banyaknya tergantung pada diameter butir tanah yang diuji. Max.diameter butir contoh tanah ( mm ) Minimum contoh tanah galian ( Cm3 ) Banyaknya contoh tanah untuk kadar air ( gram ) 4,76 750 50 – 100 9,52 1000 100 – 200 25,4 2100 250 – 500 50,8 2800 500 – 1000 D. PELAKSANAAN :
- 61. Sebelum semua peralatanuji dan bahan pembantu dibawa ke lapangan, terlebih dahulu ditentukan, diukur banyaknya pasir yang akan memenuhi corong (Wtsc) dalam gram. dan berat volume pasir kering ts dalam gr / Cm3 . 1. Peralatan pengujian dan bahan pembantu dibawa ke lokasi pengujian, dan diletakkan di tempat yang stabil, kokoh dan rata. 2. Pilih lokasi yang akan diuji, berdasarkan permintaan dan sesuaikan dengan ketentuan/persaratan diameter butir, untuk memilih alat uji (sand cone), yang kecil atau yang besar. 3. Dimulai dengan merakit alat test (sand cone), kemudian tabung alat uji diisi dengan pasir silika secukupnya, kran ditutup dan ditimbang ( Wts ) dalam gram. 4. Ratakan lokasi yang akan diuji dengan ukuran ± 50 Cm x 50 Cm, sampai plat dasar betul- betul rata tanah dan horizontal (tempat alat uji/plat dasar), yang tengahnya berlubang. 5. Buat lubang dengan menggali tanah yang dibatasi bibir lubang plat dasar dengan peralatan yang ada, simpan tanah hasil galian dalam tempat yang terlindung dari panas matahari dan air, agar kadar airnya tidak berubah. 6. Lubang dirapikan, dibersihkan dari butir-butir kerikil (aggregate) agar tidah tercampur dengan pasir silica, dan agar pengujian volume tanah galian akurat dan teliti. 7. Setelah volume galian cukup rapi, tanah hasil galian ditimbang dengan tempatnya ( W ) dalam gram, kemudian diambil 2 atau 3 cawan untuk diuji kadar airnya, ditimbang lalu diopen. 8. Letakkan alat uji yang sudah diisi pasir silika dengan posisi terbalik diatas bibir lubang plat dasar yang beralur, tegak lurus membentuk sudut 900 dengan horisontal . 9. Buka kran agar pasir meluncur kebawah memenuhi lubang galian dibawahnya sampai pasir tidak meluncur lagi. 10. Kran ditutup, timbang alat uji (sand cone) bersama-sama dengan sisa pasir didalamnya (Wts’) dalam gram. 11. Pasir silica dalam lubang diambil kembali, dipisahkan antara pasir yang bersih dengan pasir yang kotor agar dapat dibersihkan dan dapat dipakai pada pengujian-pengujian berikutnya. 12. Lubang galian ditutup kembali dengan tanah hasil galian dan dipadatkan secukupnya. E. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN : Untuk mencari berat pasir dalam corong : 1. Isi alat uji dengan pasir silica secukupnya, kemudian kran ditutup, ditimbang (Wts) dalam gram. 2. Letakkan alat uji yang berisi pasir silica kedalam tabung besi, dengan posisi terbalik, tegak lurus dasar tabung besi, corong berada didasar tabung. 3. Buka kran, biarkan pasir mengalir sampai berhenti sendiri, yang berarti corong sudah penuh dengan pasir, kran ditutup. Alat uji yang berisi sisa pasir silica, ditimbang (Wtsc’) dalam gram. Berat pasir dalam corong ( Wtsc ) = Berat alat uji berisi pasir ( Wts ) – Berat alat uji berisi pasir sisa ( Wtsc’). Dimana : Wtsc = Berat pasir dalam corong ( gr ) Wts = Berat alat uji berisi pasir ( gr ) Wtsc’ = Berat alat uji berisi pasir sisa ( gr ) 'WtscWtsWtsc
- 62. Untuk mencari beratvolume pasir kering : Berat pasir penuh dalam botol Volume pasir dalam botol Pengukuran volume pasir penuh dalam botol menggunakan mediasi air Berat air dalam botol BD air dalam botol pada T0 C 1. Rakit alat uji, antara botol dari pelastik dengan corongnya. 2. Letakkan alat uji tegak lurus pada tempat yang kokoh dan datar, dengan posisi botol dibawah, corong diatas. 3. Isi alat uji (botol) dengan pasir silica melalui corong, buka kran setelah corong penuh dengan pasir. Pengisian botol dilakukan sampai penuh dengan cara mengamati gerakan pasir dalam corong, tidak bergerak ( tidak mengalir lagi ), kemudian kran ditutup. Selama pengisian, corong harus selalu terisi pasir dan tidak boleh ada getaran-getaran sampai pasir berhenti mengalir. 4. Setelah botol penuh dengan pasir silica dan kran ditutup, pasir diatas/didalam corong dibersihkan, kemudian ditimbang (Wts) dalam gram. 5. Demikian pula saat mengisi air kedalam botol. Setelah corong juga terisi air berarti botol sudah penuh, kemudian kran ditutup, air diatas kran atau didalam corong, dibersihkan lalu ditimbang (Wtw) dalam gram. w WtWtw WtWts ts Dimana : ts = Berat volume pasir ( gr / Cm3 ) Wts = Berat alat uji penuh dengan pasir ( gr ) Wtw = Berat alat uji penuh dengan air ( gr ) Wt = Berat alat uji keadaan kosong ( gr ) w = BD air dalam botol ( gr / Cm3 ) Untuk mencari Berat volume tanah basah t Berat tanah galian Volume tanah galian Pengukuran volume tanah galian menggunakan mediasi pasir yang sudah dicari besaran Berat volume pasirnya ts Berat pasir dalam lubang galian Berat volume pasir ts WtscWtsWts CW t ' Berat volume pasir = Volume pasir dalam botol = = WtWtw wWtWts ts . Berat volume tanah = Volume tanah galian = WtscWtsWts tsCW t ' .
- 63. Dimana : t =Berat volume tanah basah ( gr / Cm3 ) W = Berat tempat dan tanah galian ( gr ) C = Berat tempat ( gr ) Wts = Berat alat uji berisi pasir ( gr ) Wts’ = Berat alat uji berisi pasir sisa ( gr ) Wtsc = Berat pasir dalam corong ( gr ) Kepadatan tanah yang diuji ( Field density ) adalah : Dimana : d = Berat volume tanah kering ( gr / Cm3 ) t = Berat volume tanah basah ( gr / Cm3 ) w = Kadar air tanah ( % ) w t d 100 100.
- 65. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL IX PENGUJIAN KEPADATAN TANAH DILAPANGAN DENGAN TABUNG CONTOH TANAH (Core Cutter Method) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 66. PENGUJIAN KEPADATAN TANAHDILAPANGAN DENGAN TABUNG CONTOH TANAH (Core Cutter Method) A. TUJUAN : Maksud dan tujuan pengujian ialah menguji kepadatan tanah yang umumnya dilakukan disekitar permukaan tanah asli (undisturbed sample) di lapangan atau permukaan tanah didasar lubang galian (Sumur uji) dilapangan, namum pengujian kadar airnya tetap dilakukan di laboratorium. Jadi setelah pengambilan contoh tanah dilapangan selesai, contoh tanah tersebut dilindungi dari pengaruh udara/panas dan air selanjutnya segera dibawa ke laboratorium. B. PERALATAN : 1. Tabung contoh / ring dari baja yang cukup tipis, dengan ujung tajam dibagian bawahnya dengan nilai Ar 10 % . 2. Landasan / penutup silinder dan alat pemukul atau palu. 3. Timbangan kapasitas 200 gram. 4. Peralatan seperti pisau perata (knife/straight edge), skop kecil, peralatan bor tangan dan lain-lain. 5. Peralatan pengujian kadar air. C. PELAKSANAAN : Pengujian kepadatan tanah asli dilapangan (undisturbed sample) dapat pula dilaksanakan dengan metode sand cone seperti yang sudah diterangkan terdahulu. Selain kedua metode tersebut diatas, ada pula metode lain yang dilakuan di laboratorium, namun cotoh tanah aslinya diambil dari lapangan dengan bor (thin wall sampler) atau dari sumur uji (test pit), berupa bulk undisturbed sample, kemudian dibawa ke laboratorium untuk diuji dengan ring sampler. METODE DENGAN RING SAMPLE : 1. Timbang, hitung volume ring contoh tanah yang akan dipakai dan catat dalam blangko pengujian. 2. a. Ratakan, bersihkan tanah yang akan diuji. b. Bila tanah yang akan diuji berada dibawah permukan, laksanakan pengeboran tanah sampai pada kedalaman tanah yang diinginkan. 3. Letakkan tabung contoh dengan posisi bagian tajam dibawah, tutup dengan penutup tabung. 4. Pukul penutup tabung dengan pemukul sampai permukaan tabung bagian atas masuk mencapai 1 Cm – 2 Cm , dibawah permukaan tanah. 5. Lepaskan penutup tabung, gali tanah disekitar tabung sampai 1 Cm dibawah dasar tabung (bibir tabung yang tajam). 6. Potong tanah, ratakan sesuai bibir tabung dengan pisau perata. 7. Ditimbang, dicatat dalam blangko uji dan keluarkan tanah dari tabung, lalu ambil sebagian contoh tanah ini, untuk diuji kadar airnya.
- 67. D. PERHITUNGAN : PengukuranVolume tanah dengan cara menghitung dan mengukur tempat contoh tanah (Ring). Tabung contoh diusahakan setipis mungkin sehingga memenuhi persyaratan seperti ketentuan tabung untuk pengambilan contoh tanah tidak terganggu (thin wall sampler) yang merupakan perbandingan antara luas penampang (luas tebal tabung) dengan luas penampang contoh kali seratus persen, besarnya lebih kecil atau sama dengan 10%. Tebal ratio tabung = 2 1 2 1 2 0 ..25,0 ..25,0..25,0 D DD Ar .100% %100. ..25,0 ..25,0 2 1 2 1 2 0 D DD Ar Dimana : Ar = Tebal rasio tabung ( % ) Do = Diameter luar tabung contoh tanah ( Cm ) Di = Diameter dalam tabung contoh tanah ( Cm ) Luas tebal tabung x 100 % Luas penampang contoh %100.2 22 Di DiDo Ar %10Ar
- 68. Rumus-rumus berat volumebasahnya dan berat volume keringnya seperti yang pernah diuraikan di pengujian sebelumnya : Dimana : t = Berat volume basah ( gr / Cm3 ) V W t W = Berat basah V = Volume contoh Dimana : d = Berat volume kering ( gr / Cm3 ) w = Kadar air tanah ( % ) Catatan : Untuk contoh tanah yang kaku, keras dan berbatu, biasanya tabung contoh tanah sulit untuk menembus kedalam tanah, maka sebaiknya menggunakan metode Kerucut pasir (Sand Cone). Untuk tanah yang banyak mengandung pasir atau tanah lepas, pengujian dengan metode ini juga mendapatkan banyak kesulitan. Tabung bagian dalam maupun bagian luar harus bersih dan licin agar tanah masuk kedalam tabung tidak terhambat/terganggu, bagian ujungnya harus tajam dan runting. w t d 100 100
- 69. Sekolah Tinggi Teknik– PLN Jakarta MODUL X PENGUJIAN KEPADATAN TANAH CBR LABORATORIUM (CBR Test) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN 2015
- 70. PENGUJIAN KEPADATAN TANAH CBRLABORATORIUM (CBR Test) A. TUJUAN : Pengujian CBR (California bearing Ratio) adalah pengujian untuk menguji kekuatan tanah asli dilapangan (tanah yang akan dipakai untuk jalan) maupun tanah asli hasil pemadatan dilapangan karena tanah asli tersebut diatas kurang memenuhi syarat untuk jalan atau pengujian untuk perencanaan ketebalan perkerasan jalan baru sistem timbunan. Nilai CBR adalah hasil perbandingan kekuatan tanah yang diuji dengan nilai kekuatan penetrasi terhadap agregat standart dalam persen. Pengujian CBR Laboratoium adalah pemgujian untuk mencari nilai perencanaan CBR (CBR design ), menghasilkan perkerasan ketebalan jalan timbunan sesuai dengan perencanaan atau perencanaan untuk mengganti lapisan tanah yang jelek (tidak memenuhi syarat) bila dipakai sebagai lapisan dasar jalan. Nilai/hasil pengujian CBR di lapangan untuk menentukan ketebal perkerasan jalan baru yang direncanakan diatas tanah tersebut sesuai dengan rencana. B. PERALATAN : 1. Semua peralatan untuk pengujian pemadatan tanah Standart Compaction test maupun Modified Compaction test. 2. Semua peralatan untuk pengujian Kadar air. 3. Tempat untuk merendam contoh dalam mold 4. Arloji pengukur (dial gauge), kapasitas 10 mm, ketelitian 0,01 mm. 5. Besi berkaki tiga (tripod), untuk tempat arloji ukur (dial gauge). 6. Beban tetap dari besi berbentuk setengah lingkaran, masing-masing berpasangan dengan berat 2,5 kg, dan berdiameter 14,8 cm. 7. Silinder besi pengganjal (space), tebal 5 cm dengan diameter 14,8 cm. 8. Dongkrak dengan piston ø ± 5 Cm dan panjang 10 Cm, yang dilengkapi proving ring kapasitas 5 ton dengan koefisien 23,26324 kg/cm2 /0.01 mm digerakkan dengan tenaga listrik. C. PELAKSANAAN : Pengujian CBR dilakukan oleh California State Highway Departement yang kemudian banyak dikembangkan oleh badan-badan lain, diantaranya The Asphalt Institute dan kemudian cara yang banyak dipakai untuk perncanaan adalah cara U.S Army Corps of Engineers. 1. Persiapan material bahan yang akan diuji seperti persiapan pada pengujian pemadatan tanah yang lalu namun jumlahnya lebih banyak, ± 5 Kg /nampan. 2. Demikian pula peralatan yang akan dipakai , tetapi mold yang digunakan adalah ø 15,2 Cm, dan peralatan yang lain. 3. Diusahakan sedemikian rupa agar mendapatkan 2 contoh diatas kadar air optimum dan 2 contoh dibawah kadar air optimum.
- 71. 4. Dilakukan denganpemadatan modified, tiap mold sebanyak 5 lapis, masing-masing lapisan ditumbukan 56 kali sebanyak min. 5 mold; 25 kali dan 10 kali masing-masing 1 mold, setelah diketahui kadar air optimumnya, jadi jumlah contoh yang dipadatkan dalam tabung sebanyak minimum 8 mold. 5. Mold diisi gamjal (psace dish) terlebih dahulu sebelum dilaksanakan pema-datan, minimum 5 mold dengan kadar air yang berbeda-beda pula sehingga mendapatkan kadar air optimum pada kepadatan yang maksimal. 6. Selanjutnya membuat/mencampur contoh tanah yang akan diuji berkadar air optimum sebanyak 3 loyang untuk dipadatkan dengan tumbukan 56 kali; 25 kali dan 10 kali. 7. Setelah selesai dipadatkan, plat ganjal dilepas, diratakan, ditimbang beratnya demikian pula kadar airnya, kemudian dipasang kertas saring dibagian bawah maupun diatasnya; diberi beban 2 (dua) keeping dengan berat ± 5 kg atau sesuai dengan keberadaan contoh tanah dilapangan (over berden pressure). 8. Kemudian tanah direndam bersama-sama dengan mold nya setelah dipasang alat pengukur ( dial gauge ) pengembangan tanah / swelling , yang dipasang pada tripot. Ketelitian / satuan pengukuran dalam 0,01 mm. 9. Pengukuran pengembangan tanah ( swelling ) dilakukan pada tahapan-tahapan waktu 1 jam; 2 jam; 4 jam; 8 jam; 12 jam; 24 jam; 36 jam; 48 jam dan 96 jam atau sesuai permintaan. Semua dicatat dalam blangko pengujian (form uji). 10. Setelah selesai peremdaman sesuai waktu yang ditntukan, mold diangkat dari tempat perendaman, alat pengukur, 2 keping beban dan kertas filter diambil, kemudian ditiriskan selama ± 15 menit, tanah tidak boleh diganggu dan selan-jutnya ditimbang bersama-sama mold nya. Semua dicatat dalam blangko uji. 11. Mold yang pertama (tumbukan 56 ×) beserta contoh tanahnya diletakkan dibawah piston alat uji CBR, diatur sedemikian rupa sehingga piston menem-pel pada permukaan tanah, kemudian diberi plat beban seperti pada saat peren-daman. Kemudian berturut-turut diberi beban penetrasi sampai menusuk 12,5 mm, kemudian dilakukan pula pada mold dengan tumbukan 25 × dan yang terakhir tumbukan 10 ×. 12. Apabila pengujian CBR dilaksanakan tanpa perendaman, urutan pekerjaan No. 11 dan seterusnya dilakukan setelah urutan pekerjaan No.7 atau langsung dila-kukan pengujian penetrasi. 13. Kecepatan penetrasi diatur/disetel dengan kecepatan 1 mm/menit atau 1,27 mm /menit. Tahapan-tahapan penetrasi 50/100 mm; 100/100 mm; 150/100 mm; 200/100 mm; 250/100 mm; 500/100 mm; 750/100mm;1000/100 mm; 1250/100 mm (maksudnya piston menembus permukaan tanah 0,5 mm; 1,0 mm; 1,5 mm; 2,0 mm; 2,5mm; 5,0 mm;7,5 mm;10,0 mm; 12,5 mm) dibaca pada alat pengukur (dial gauge) penurunan. 14. Bersamaan dengan pembacaan setiap tahapan penetrasi, juga dibaca kekuatan beban/besarnya beban yang dihasilkan pada dial gauge Proving ring yang mempunyai nilai koefisien P.ring sebesar 23,26324 kg/0,01 mm.
- 72. 15. Nilai/hasil ujiCBR adalah besarnya beban yang dihasilkan dibagi beban standard CBR dikalikan 100 %. Demikian pula yang dilakukan pada penetrasi tumbukan 25 ×, dan pada tumbukan 10×, sampai selesai. Kaki tiga tempat jam pengukur ( Tripot ) Muka air perendaman 2 keping plat beban. Jam pengukur (dial gauge ) Mold CBR …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………. Contoh tanah yang diuji pengembang-annya.selama direndam
- 73. 16. Gambar grafikpemadatan modified (tumbukan 56×) untuk mencari/menghitung besarnya nilai 95 % kepadatan maksimum tanah (γd) sebagai penentuan CBR (perencanaan CBR). 17. Dari ketiga hasil uji CBR (tumbukan 56× ; tumbukan 25× ; tumbukan 10×) digambarkan dalam grafik antara kepadatan sebagai ordinat dan nilai CBR sebagai absisnya. 18. Akhir penentuan nilai CBR ( design CBR ) ditentukan oleh perpotongan antara garis 95 % kepadatan max. dari compaction test dengan garis CBR ketiga macam tumbukan (tumbukan 10 ×, tumbukan 25 ×, tumbukan 56 ×). Proving ring Mold CBR Alat uji CBR Jam pengukur (dial gauge ) Jam pengukur (dial gauge ) ……………… ……………… ……………… ………. Contoh tanah
- 74. 2,2 γd 2,0 95% γd 1,8 1,6 (OMC) 24 02 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 Kadar air w ( % ) California Bearing Ratio CBR ( % ) Penetrasi ( mm ) Beban Standard ( Kg ) K e t e r a n g a n 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 1370 2030 2630 3180 3600 Beban standard dihasilkan dari percobaan penetrasi terhadap ma- trial standard(batu pecahan) yang dianggap mampu menahan beban. Luas penampang piston sebesar 3 in2 atau 19,625 cm2 19. Apabila pengujian CBR hanya dilakukan satu macam tumbukan (tumbukan 56 ), nilai design CBR nya tunggal (langsung dari perbandingan beban yang dihasilkan uji CBR laboratorium dengan beban CBR Standard) 20. Nilai CBR ( design CBR ) akhirnya seperti dalam gambar berikut : 1000 800 Kg 600 400 200 00 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 mm 21. Grafik No. 1 adalah grafik standard, grafik No. 2 adalah grafik hasil test yang tidak perlu ada perbaikan titik awalnya (0 point) sedangkan grafik No. 3 adalah grafik hasil test yang No.2 No. 3 No. 1
- 75. membetuk lengkungan Ssehingga titik awalnya (0 point nya) harus direvisi dengan cara menarik garis lurus seperti pada gambar diatas (titik awalnya digeser). 22. Nilai CBR adalah hasil penetrasi pada kedalaman 2,5 mm atau 0,1 “ Apabila nilai CBR untuk penetrasi 5,0 mm lebih besar dari nilai CBR pada pe-netrasi 2,5 mm pengujian hendaknya diulang. Bila hasil pengulangannya masih lebih besar maka nilai yang dipakai adalah hasil peneterasi pada 5,0 mm. C. HITUNGAN DAN RUMUS RUMUS : ……….. 1 ……….. 2 Dimana : Volume mold CBR dalam 3 Cm Diamater dalam mold dalam Cm Tinggi contoh tanah dalam mold 12,5 Cmsetelah dikurangi ganjal (spacer dish). V W t w t d 100 100 dVWs 100 1 w WsW Dimana : Berat isi tanah basah t dalam 3 cm gr Berat isi tanah kering d dalam 3 cm gr Berat tanah basah W dalam gr Kadar air contoh tanah w dalam % Volume contoh tanah V dalam 3 cm Berat kering contoh tanah Ws dalam gr e d d 100 100' 1100100 100 ' '' ' d tet d w Dimana : d ' adalah berat isi tanah kering setelah direndam dalam 3 cm gr e adalahpengembangan tanah setelah direndam (swelling ) dalam % t ' adalah berat isi tanah basah setelah direndam t dalam 3 cm gr ' w adalah kadar air contoh tanah setelah direndam w dalam % TV 2 4 1 %100 tan, , dardsBeban pengujianBeban CBR