HALAMAN JUDUL BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH Arwan Apriyono, S.T., M.Eng. Sumiyanto, S.T., M.T. A.Adhe Noor P.S.H., S.T., M.T. LABORATORIUM MEKANIKA TANAH i
HALAMAN JUDUL
BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM
MEKANIKA TANAH
Arwan Apriyono, S.T., M.Eng.Sumiyanto, S.T., M.T.
A.Adhe Noor P.S.H., S.T., M.T.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAHPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS SAINS DAN TEKNIKUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANTAHUN 2012
i
LEMBAR PENGESAHAN
1. Nama Mata Kuliah : Praktikum Mekanika Tanah2. Ketua Tim Pengusul
a. Nama Lengkap : Arwan Apriyono, ST, M.Engb. Jenis Kelamin : Laki – lakic. NIP : 19820426 200501 1 003d. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tk I/3be. Jabatan Fungsional : Lektor f. Alamat : Perum Karen 3 Blok B11 Sokaraja Bms g. Telepon : 05742327200
3. Anggota : 1. Sumiyanto, ST, MT2. A.Adhe Noor PSH, ST, MT
Purwokerto, 10 Desember 2012Disetujui oleh,Ketua Program Studi Teknik Sipil Ketua Tim
Dr. Gito Sugiyanto, ST, MT Arwan Apriyono, ST, M.EngNIP. 19800215.200212.1.003 NIP. 19820426 200501 1 003
Mengetahui,Ketua Jurusan Teknik
Hari Prasetijo, ST, MTNIP.19730822.200012.1.001
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
karena atas limpahan rahmat dan hidayahnya, Buku Petunjuk Praktikum
Mekanika Tanah ini dapat terselesaikan dengan baik. Buku petunjuk
praktikum ini disusun sebagai panduan mahasiswa, dalam melaksanakan
Praktikum Mekanika Tanah Beberapa perubahan dan penyempurnaan
dilakukan terhadap buku edisi sebelumnya, dengan harapan agar sesuai
dengan kurikulum yang diajarkan di mata kuliah Mekanika Tanah.
Buku Petunjuk Praktikum Mekanika Tana ini, disusun oleh Tim KBK
Geoteknik dibantu oleh teknisi dan asisten laboratorium. Pada kesempatan
ini, penulis mengucapakan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah
membantu menyelesaikan penyusunan buku. Penulis menyadari masih
banyak kekurangan pada buku ini, sehingga masukan dari berbagai pihak
yang terkait, sangat diharapkan demi perbaikan.
Akhir kata penulis berharap agar Buku Petunjuk Praktikum Mekanika
Tanah ini, dapat dimanfaatkan secara maksimal oleh mahasiswa dalam
melaksanakan Praktikum Mekanika Tanah.
Purbalingga, 10 Desember 2012
Ketua,
Arwan Apriyono, ST, M.Eng
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL....................................................................................................................i
LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................................................ii
KATA PENGANTAR...............................................................................................................iii
DAFTAR ISI.............................................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR..................................................................................................................v
DAFTAR TABEL......................................................................................................................vi
PERATURAN PRAKTIKUM..................................................................................................vii
BAB 1 PENGUJIAN KADAR AIR TANAH..........................................................................1
BAB 2 PENGUJIAN BERAT JENIS (SPECIFIC GRAVITY).............................................4
BAB 3 PENGUJIAN BERAT VOLUME TANAH/ BULK DENSITY................................7
BAB 4 PENGUJIAN BATAS CAIR TANAH/ LIQUIT LIMIT............................................9
BAB 5 PENGUJIAN BATAS PLASTIS TANAH/ PLASTIC LIMIT................................13
BAB 6 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRAN (GRAIN SIZE ANALYSIS).......................15
BAB 7 PENGUJIAN PEMADATAN TANAH (STANDARD PROCTOR).....................20
BAB 8 PENGUJIAN KEPADATAN TANAH LAPANGAN (SAND CONE)..................24
BAB 9 PENGUJIAN CALIFORNIA BEARING RATIO....................................................28
BAB 10 PENGUJIAN GESER LANGSUNG.....................................................................33
BAB 11 PENGUJIAN TRIAXIAL........................................................................................38
BAB 12 PENGUJIAN SONDIR...........................................................................................43
BAB 13 PENGUJIAN KONSOLIDASI...............................................................................48
LAMPIRAN..............................................................................................................................vii
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Alat pengujian kadar air...........................................................2
Gambar 2.1 Alat pengujian berat jenis tanah..............................................5
Gambar 4.1 Alat pengujian batas cair........................................................10
Gambar 4.2 Grafik hubungan jumlah ketukan dan kadar air.....................12
Gambar 5.1 Alat pengujian batas plastis tanah.........................................13
Gambar 6.1 Alat pengujian hidrometer......................................................16
Gambar 6.2 Alat pengujian analisis saringan.............................................18
Gambar 7.1 Alat pengujian pemadatan standart proctor test...................21
Gambar 7.2 Grafik hasil pengujian standart proctor test...........................23
Gambar 8.1 Alat pengujian sand cone.......................................................24
Gambar 9.1 Alat pengujian CBR laboratorium...........................................29
Gambar 9.2 Grafik hubungan vertical displacement dan load...................32
Gambar 10.1 Gaya pada uji geser langsung..............................................33
Gambar 10.2 Alat pengujian geser langsung.............................................35
Gambar 10.3 Lengan momen uji geser langsung......................................36
Gambar 11.1 Alat pengujian triaxial..........................................................39
Gambar 12.1 Alat pengujian sondir...........................................................44
Gambar 13.1 Alat pengujian konsolidasi (oedometer)...............................49
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data pengujian kadar air..............................................................3
Tabel 2.1 Data pengujian berat jenis tanah.................................................6
Tabel 3.1 Data pengujian bulk density.........................................................8
Tabel 4.1 Data pengujian batas cair..........................................................11
Tabel 5.1 Data perhitungan batas plastis..................................................14
Tabel 6.1 Data dan perhitungan analisis hidrometer.................................17
Tabel 6.2 Data dan perhitungan pengujian analisis saringan....................19
Tabel 7.1 Data dan perhitungan pengujian standart proctor test..............23
Tabel 8.1 Data pengujian sandcone (berat volume pasir).........................26
Tabel 8.2 Data pengujian sandcone (berat volume tanah lapangan)........27
Tabel 9.1 Data dan perhitungan pengujian CBR........................................31
Tabel 12.1 Tabel pengujian sondir.............................................................47
vi
PERATURAN PRAKTIKUM
Dalam pelaksanaan praktikum, dianjurkan mengikuti pedoman yang
ada, agar praktikum dapat berjalan dengan sempurna dan lancar. Oleh
karena itu, mahasiswa/praktikan diharapkan untuk membaca pedoman
sebelum melakukan praktikum.
A. Peraturan Praktikum
Dalam melaksanakan praktikum, mahasiswa diwajibkan untuk :
1. Mempelajari dengan baik mengenai cara-cara melakukan/prosedur
uji yang akan dilaksanakan, sehingga dapat menjalankan praktikum
dengan baik.
2. Bekerja secara hati-hai dengan alat yang digunakan terutama alat
dari bahan gelas. Setelah selesai praktikum, bersihkan alat-alat
tersebut, susun kembali dengan baik dan serahkan kepada
petugas. Kerusakan dan kehilangan alat dibebankan kepada
kelompok yang menggunakan.
B. Laporan
Setelah melaksanakan praktikum Mekanika Tanah, mahasiswa
diwajibkan untuk membuat Laporan Praktikum dengan ketentuan
sebagai berikut ini.
1. Laporan harus sudah diserahkan paling lambat 1 bulan setelah
praktikum selesai.
2. Laporan Praktikum harus memuat :
a. nama pengujian,
b. tujuan
c. dasar teori,
d. alat dan bahan,
e. cara pelaksanaan
f. hasil dan pembahasan
g. kesimpulan
3. Laporan ditulis tangan secara rapi, tidak diketik dengan komputer.
vii
BAB 1 PENGUJIAN KADAR AIR TANAHASTM D2216-92 (1996)
1.1Umum
Kadar air merupakan perbandingan antara berat air yang
terkandung dalam tanah dengan berat butiran tanah kering yang
dinyatakan dalam persen (%). Pengujian kadar air dalam praktikum
ini menggunakan standar ASTM D2216-92 (1996).
1.2Tujuan
Untuk mengetahui kadar air yang terkandung dalam tanah.
1.3Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada pengujian kadar air
tanah / water content () adalah :
a. neraca
b. cawan
c. oven listrik
d. contoh tanah hasil boring
alat-alat pengujian dapat dilihat pada Gambar 1.1
1
2
Gambar 1.1 Alat pengujian kadar air.
1.4Cara Kerja
a. Menimbang cawan kosong dengan neraca (a gram)
b. Contoh tanah diambil sedikit, kemudian diletakan pada cawan dan
ditimbang dengan neraca. Berat cawan + tanah basah (b gram)
c. Cawan + contoh tanah dimasukkan dalam oven selama 24 jam.
Setelah kering lalu ditimbang. Berat cawan + tanah kering (c
gram)
d. Langkah (a-c) diulang lagi untuk contoh tanah yang lain. Tiap
contoh tanah diambil 3 cawan.
3
1.5Data dan Perhitungan
Untuk menetukan besarnya kadar air (water content) yang
terkandung dalam tanah asli digunakan rumus :
dimana : w = kadar air (%)
a = berat cawan kosong (gram)b = berat cawan + tanah asli (gram)c = berat cawan + tanah kering oven (gram)
data pengujian disajikan dalam Tabel 1.1
Tabel 1.1 Data pengujian kadar air
Sampel 1 2 3
Berat cawan kosong (a) gramBerat cawan + tanah asli (b) gramBerat cawan + tanah kering oven (c) gramBerat air (b-c) gramBerta tanah kering (c-a) gramWater Content
rata-rata (%)
w=b−cc−a
x100 %
w=b−cc−a
x100 %
BAB 2 PENGUJIAN BERAT JENIS (SPECIFIC GRAVITY)ASTM D654-92 (1994)
2.1Umum
Selain mencari kadar air dalam tanah, parameter lain yang perlu
dicari pada tanah adalah berat jenis butir tanah (Gs). Berat jenis tanah
adalah perbandingan berat volume tanah dengan berat volume air.
Pengujian ini menggunakan standar ASTM D654-92 (1994).
2.2Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah mencari berat jenis butir tanah
(Gs).
2.3Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian adalah sebagai
berikut ini.
a. Piknometer
b. Cawan
c. Landasan
d. Neraca
e. Termometer
f. Palu karet
g. Saringan no. 40
h. Contoh tanah hasil boring yang telah dioven selama 24 jam.
i. Aquades
j. Oven Listrik Piknometer
4
5
Piknometer dan Termometer
Gambar 2.2 Alat pengujian berat jenis tanah.
2.4Cara Kerja
a. Membersihkan dengan lap dan menimbang 3 buah piknometer
dalam keadaan kosong dan kering (a gram).
b. Piknometer diisi aquades sampai penuh lalu ditimbang dan
suhunya diukur. Berat masing-masing piknometer dan aquades
jenuh adalah b gram.
c. Piknometer diisi contoh tanah kering yang telah dioven selama 24
jam sebanyak 3 buah (tanah yang dimasukkan piknometer 1/3
volume piknometer)
d. Piknometer yang berisi tanah kering ditimbang (c gram)
e. Piknometer yang berisi contoh tanah kering diberi aquades sampai
batas bawah leher piknometer dan didiamkan selama 24 jam
dalam keadaan tertutup.
f. Selanjutnya piknometer diketuk-ketuk sampai gelembung udara
tidak ada dalam air di atas tanah, aquades kelihatan jernih
kemudian diisi aquades sampai penuh dan ditimbang (d gram).
g. Mengukur suhu aquades dalam piknometer.
6
2.5Data dan Perhitungan
Untuk mendapatkan harga berat jenis butir tanah (specific gravity),
dipergunakan rumus :
Gs= c−a(b−a)T1−(d−c )T 2
dimana :
Gs = berat jenis butir tanah
a = berat piknometer kosong (gram)
b = berat piknometer + aquades jenuh (gram)
c = berat piknometer + sampel kering (gram)
d = berat piknometer + sampel + aquades (gram)
T1 = faktor koreksi pada suhu t1 (ºC)
T2 = faktor koreksi pada suhu t2 (ºC)
Data dan perhitungan disajikan dalam Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.2 Data pengujian berat jenis tanahSampel 1 2 3
Berat piknometer kosong (a) Berat piknometer + aquades (b) Berat piknometer + sampel kering (c)Berat piknometer + sampel + aquades (d)Temperatur b (t1 )Temperatur d (t2 )Faktor koreksi suhu (T1 )Faktor koreksi suhu (T2)
BAB 3 PENGUJIAN BERAT VOLUME TANAH/ BULK DENSITY(ASTM D-2049)
3.1Umum
Selain kedua hal tadi, yang perlu diperhatikan adalah berat volume
basah. Yang dimaksud dengan berat volume basah tanah asli adalah
perbandingan antara berat tanah asli seluruhnya dengan isi tanah asli
seluruhnya. Untuk keadaan tanah asli yang besar atau padat dapat
langsung dengan air raksa. Dalam pengujian ini digunakan standar ASTM
D-2049.
3.2Tujuan
Untuk menetukan berat volume tanah asli atau berat pasir tanah
sampel.
3.3Alat dan Bahan
a. Pisau
b. Mangkuk
c. Cawan kaca
d. Neraca
e. Air raksa
f. Tanah asli hasil boring yang dipotong berbentuk kubus 1x1x1 cm3
3.4Cara Kerja
a. Contoh tanah undisturbed (hasil boring) dipotong berbentuk kubus
1x1x1 cm3 , tiap contoh tanah dibuat 3 buah kubus.
b. Menimbang cawan kosong (a gram).
c. Menimbang cawan + contoh tanah (b gram).
d. Menuangkan air raksa dalam mangkuk, kemudian permukaannya
diratakan dengan cara menekan cawan kaca penahan.
e. Memasukan contoh tanah dalam mangkuk, kemudian
meratakannya dengan kaca penahan, maka sebagian air raksa
akan tumpahdari mangkuk, lalu tumpahan dimasukan pada cawan
kemudian ditimbang berat cawan + tumpahan air raksa (c gram).
7
8
f. Selanjutnya contoh tanah yang lain dikerjakan seperti langkah-
langkah di atas.
3.5Data dan Perhitungan
Untuk mendapatkan harga berat volume basah (b) maka digunakan
rumus-rumus :
a. Mencari volume air raksa yang tumpah (d gram)
d= c−a13 ,6
Dimana : a = berat cawan kosong (gram)c = berat cawan + air raksa yang tumpah (gram)d = volume air raksa yang tumpah (cm3)
b. Mencari berat volume basah (b)
γ b=b−ad
Dimana : a = berat cawan kosong (gram)b = berat cawan + contoh tanah (gram)b= berat volume basah (gr/ cm3)d = volume air raksa yang tumpah (cm3)
Data dan perhitungan dapat disajikan dalam tabel 3.1 di bawah ini.
Tabel 3.3 Data pengujian bulk densitySampel 1 2 3
Berat cawan kosong (a) gramBerat cawan + tanah asli (b) gramBerat cawan + air raksa yang tumpah (c) gramVolume air raksa yang tumpah (d = (c-a)/13,6)Berat volume basah (b= (b-a)/db rata-rata (gram/cm3 )
BAB 4 PENGUJIAN BATAS CAIR TANAH/ LIQUIT LIMIT(ASTM D 4318-00)
4.1Umum
Adalah suatu keadaan antara cair dan plastis atau keadaan air
tanah bisa diputar 25 kali ketukan dengan alat cassagrande , tanah sudah
dapat merapat (sebelumnya terpisah dalam jalur yang dibuat dengan
solet).
4.2Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mencari kadar air pada
batas antara kadaan cair dan plastis.
4.3Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan :
a Cawan
b Solet
c Neraca
d Oven
e Cassagrande
f Aquades
g Mangkuk
h Pisau Cassagrande
i Pisau
9
10
Gambar 4.3 Alat pengujian batas cair.
4.4Cara Kerja
a Menimbang berat cawan dan meletakan sampel asli hasil boring
dalam cawan
b Menambahkan air ke dalam sampel lalu mengaduknya hingga
merata
c Meletakan sampel ke dalam mangkuk, mengaduk, dan
meratkannya dengan solet.
d Membelah sampel pada Cassagrande dengan solet hingga
terpisah menjadi 2 bagian yang sama.
e Memutar stang Cassagrande sehingga terketuk hingga alur
menutup kembali sepanjang 1 cm.
f Mencatat jumlah ketukan
g Mengambil tanah dari Cassagrande menjadi 3 bagian lalu
menimbangnya.
h Melakukan percobaan 4 kali dan mengusahakan agar jumlah
ketukan di bawah 25 kali sebanyak 2 kali dan di atas 25 ketukan
sebanyak 2 kali juga.
i Memasukkan sampel yang telah ditimbang dalam oven kemudian
menimbangnya kembali.
11
4.5Data dan Perhitungan
Perhitungan nilai batas plastis disajikan dalam Tabel 4.1.
Tabel 4.4 Data pengujian batas cair
Jumlah KetukanSatua
n15 - 25
Berat Cawan kosong (a)Berat Cawan + Tanah Basah (b)Berat Cawan + Tanah Kering (c)Kadar Air (w)
grgrgr%
Kadar Air Rata-rata %
Jumlah KetukanSatua
n15 - 25
Berat Cawan kosong (a)Berat Cawan + Tanah Basah (b)Berat Cawan + Tanah Kering (c)Kadar Air (w)
grgrgr%
Kadar Air Rata-rata % 25 - 40
Jumlah KetukanSatua
n2
Berat Cawan kosong (a)Berat Cawan + Tanah Basah (b)Berat Cawan + Tanah Kering (c)Kadar Air (w)
grgrgr%
Kadar Air Rata-rata %
Jumlah KetukanSatua
n25 - 40
Berat Cawan kosong (a)Berat Cawan + Tanah Basah (b)Berat Cawan + Tanah Kering (c)Kadar Air (w)
grgrgr%
Kadar Air Rata-rata %
Data diolah dalam bentuk grafik hubungan antara jumlah ketukan
dan kadar air. Contoh grafik hubungan jumlah ketukan dan kadar air
dapat dilihat pada Gambar 4.2.
12
10 100
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
Grafik Hubungan w dan N
Jumlah Ketukan ( N )
Kad
ar A
ir (
wL
) %
Gambar 4.4 Grafik hubungan jumlah ketukan dan kadar air.
Nilai batas cair adalah kadar air pada saat jumlah ketukan tepat 25 ketukan.
Kaca
Cawan
Mangkuk
BAB 5 PENGUJIAN BATAS PLASTIS TANAH/ PLASTIC LIMIT(ASTM D 4318-00)
5.1Umum
Adalah kadar air minimum dimana masih dalam keadaan plastis
atau keadaan di antara keadaan plastis dan keadaan semi plastis.
5.2Tujuan
Untuk mengetahui kadar air tanah pada batas atas pada daerah
plastis
5.3Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan :
a Cawan
b Solet
c Neraca
d Oven
e Mangkuk
f Lempeng kaca
Gambar 5.5 Alat pengujian batas plastis tanah.
5.4Cara Kerja
a Menimbang cawan kosong
13
14
b Menambahkan sampel tanah dengan aquades dan mengaduknya
sampai rata.
c Meletakan sampel di atas kaca dan menggelintirnya sampai
berdiameter 3 mm dan mulai retak.
d Jika sampai diameter 3 mm dan belum retak berarti tanah terlalu
banyak mengandung air. Maka dicari bagian tanah yang tidak
terlalu banyak airnya.
e Jika sampai diameter 3 mm dan mulai retak lalu memasukkanya
ke dalam oven selama 24 jam pada suhu 110C dengan
menimbanya kembali.
5.5Data dan Perhitungan
Data dan perhitungan batas plastis disajikan dalam Tabel 5.1.
Tabel 5.5 Data perhitungan batas plastisPercobaan 1 2 3
Berat Cawan Kosong (d) gramBerat Cawan + Tanah Basah (e) gramBerat Cawan + Tanah Kering (f) gramKadar Air (w) % w= ((e-f)/(f-d))x 100%Kadar Air Rata-rata %
BAB 6 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRAN (GRAIN SIZE ANALYSIS)(ASTM D 1140-00 & ASTM D 422-63)
6.1Umum
Sifat-sifat tanah sangat tergantung pada ukuran butirannya. Besar
butiran dijadikan dasar untuk pemberian nama dan klasifikasi tanahnya.
Oleh karena itu analisa butiran merupakan pengujian yang sangat sering
dilakukan.
Analisa butiran tanah adalah penentuan presentas berat butiran
pada satu unit saringan, dengan ukuran diameter lubang tertentu.
Tujuan umum dari analisa ini adalah untuk mengetahui prosentase
susunan butir tanah sesuai dengan batas klasifikasinya sehingga dapat
diketahui jenis contoh tanah yang diuji. Dalam pengujian ini digunakan
standar ASTM D422-63 (1990).
Percobaan ini terdiri dari 2 macam percobaan, yaitu :
1. Hydrometer Analysis / Analisa Hidrometer
Yaitu untuk mengetahui diameter butir tanah yang lebih kecil dari
0,074 mm atau lolos saringan no. 200.
2. Sieve Analysis / Analisa Butiran
Yaitu untuk mengetahui diameter butir tanah yang lebih besar dari
0,074 mm atau tertahan saringan no. 200.
6.2Analisis Hidrometer
1. Tujuan
Untuk mengetahui prosentase susunan butiran tanah yang lebih
kecil dari 0,0074 mm atau lolos saringan no. 200.
2. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan :
a Gelas ukur 1000 ml 1 buah
b Pelampung hidrometer
c Cawan alumunium, mangkuk, dan solet
d Aquades
e Neraca
15
16
f Oven
g Stop watch
h Termometer
i Cairan sodium silikat
Pelampung Hidrometer dan Gelas Ukur 1000 ml
Gambar 6.6 Alat pengujian hidrometer.
3. Cara Kerja
a Sampel tanah hasil boring yang telah dioven diambil 60 gram,
kemudian diberi aquades secukupnya dan dipanaskan sampai
mendidih.
b Sampel tanah dicampur dengan sodium silikat 10 ml dan diaduk
hingga merata.
c Campuran tadi dimasukkan dalam gelas ukur dan ditambahkan
aquades hingga volumenya 1000 ml dan didiamkan selama 24
jam.
17
d Setelah 24 jam sampel dikocok hingga homogen, lalu pelampung
hidrometer dan termometer dimasukkan, stop watsh dihidupkan
dan pengukuran dimulai.
e Hasil pengamatan dicatat dalam tabel terhadap pelampung
hidriometer dan termometer diamati suhunya, waktu pengamatan
pada menit ke-1, 2, 5, 12, 30, 60, 240. dan 1440. Pengamatan
menit ke-0 adalah pada saat tabung gelas ukur tegak lurus dengan
meja kerja sebelum pelampung hidrometer masuk.
4. Data dan Perhitungan
a Dari Specific Gravit, kita mendapatkan nilai Gs.
b Dengan harga Gs dari Tabel L.1 dapat diperoleh nilai koreksi
miniscus (cm).
c koreksi miniscus (cm) ditambahkan pada data hasil pembacaan
pelampung hidrometer (Ra) ; Rc = Ra + cm.
d Dari nilai Rc , dengan menggunakan Tabel L.2 kita mendapatkan
nilai L
e Dari nilai suhu, dengan menggunakan Tabel L.3 kita memperoleh
nilai ct
f Berdasarkan suhu pada pengamatan ke t menit dan nilai Gs
dengan menggunakan Tabel L.3 kita mendapatkan nilai K
Perhitungan analisis hidrometer disajikan dalam Tabel 6.1 di bawah ini.
Tabel 6.6 Data dan perhitungan analisis hidrometerElapsed R1 t Cm R'= L K Ct D= R= M P=
time min. R1+Cm K*L/T R1-R2 K2*R%
1
2
5
15
30
60
240
1440
6.3Analisis Hidrometer
1. Tujuan
Untuk mengetahui diameter butir tanah yang lebih besar dari
0,0074 mm atau tertahan saringan no. 200.
18
2. Alat dan Bahan
a Satu set saringan (no. 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120, 200).
b Penggertar saringan (vibrator).
c Neraca dan anak timbangan.
d Oven listrik.
e Cawan alumunium
f Sampel tanah yang digunakan pada analisis hidrometer.
Gambar 6.7 Alat pengujian analisis saringan.
3. Cara Kerja
a Sampel tanah dari percobaan hidrometer dicuci dengan saringan
no. 200 sampai bersih.
b Penucian dinyatakan bersih apabila air bekas cucian telah jernih.
c Sampel tanah yang tertahan dalam saringan no. 200 diletakan di
cawan dan di oven selama 24 jam.
19
d Sampel tanah kering yang telah dioven selama 24 jam ditimbang
bersama cawannya.
e Sampel tanah dimasukkan ke dalam susunan saringan kemudian
digetarkan dengan alat penggetar.
f Sampel tanah yang tertinggal pad asetiap saringan ditimbang.
4. Data dan Perhitungan
Data dan perhitungan pengujian analisis saringan disajikan dalam
Tabel 6.2 di bawah ini.
Tabel 6.7 Data dan perhitungan pengujian analisis saringanAyakan Diameter Persen
No. Ayakan Lolos(mm) %
8 2.360
16 1.180
20 0.850
40 0.425
80 0.250
100 0.150
120 0.125
200 0.074
pan
(gr) (gr) e/W x 100%
Berat Berat PersenTertahan Lolos Tertahan
5. Cara Pembuatan Grafik
Hasil pengujian analisis hidrometer dan analisis saringan disajikan
dalam bentuk grafik dan penggambarannya sabagai berikut :
a Grafik digambar pada kertas logaritma
b Sumbu absis merupakan diameter saringan
c Sumbu ordinat merupakan prosentase kumulatif yang lolos saringan
d Data-data dari hidrometer analisis dan sieve analisis kemudian
diplotkan ke dalam kertas grafik
e Setelah mengetahui tempat kedudukan titik-titik dari data di atas,
kemudian dibuat garis yang menghubungkan titik-titik tersebut.
BAB 7 PENGUJIAN PEMADATAN TANAH (STANDARD PROCTOR)(ASTM D 698-00a)
7.1 Tujuan
Pemadatan tanah merupakan suatu proses mekanis dimana udara
dalam pori tanah dikeluarkan. Proses tersebut dilakukan pada tanah yang
digunakan sebagai bahan timbunan deengan tujuan sebagai berikut ini.
a Mempertinggi kekuatan tanah
b Memperkecil pengaruh air pada tanah
c Memperkecil compressibility dan daya rembes airnya
d Kepadatan tanah itu mulai dari berat isi kering tanah (dry density)
dantergantung pada kadar air tanahnya (water content). Pada
derajat kepadatan tinggi berarti :
e Berat isi maksimum
f Kadar air tanahnya (w) optimum)
g Angka porinya (e) minimum
Standart proctor ini adalah suatu percobaan tanah disamping
percobaan yang lain yaitu Modified proctor test untuk memeriksa kadar
air tanah dan sifat yang lain. Adapun hasil percobaan (berupa grafik)
umumnya dipakai untuk menentukan syarat-syarat yang harus dipenuhi
pada waktu pekerjaan pemadatan di lapangan.
7.2 Tujuan
a. Untuk mengetahui kadar air optimum pada suatu pemadatan
dengan gaya tertentu.
b. Untuk mengetahui angka pori dan porositas tanah.
c. Untuk mengetahui berat isi tanah basah di lapangan.
d. Untuk mengetahui berat isi tanah kering di lapangan.
7.3 Alat dan Bahan
20
21
Alat dan bahan yang digunakan untuk pengujian adalah sebagai
berikut ini.
a. Mould untuk memadatkan, diameter ± 5 cm.
b. Palu besi, tinggi jatuh = 30 cm, berat = 2,5 kg
c. Strain egne / pengikir sendok
d. Neraca analitis dan anak timbangan
e. Cawan
f. Gelas ukur
g. Oven listrik
h. Piknometer dan termometer
i.Dongkrak
j.Kantong plastik
k. Air
l.Contoh tanah
Gambar 7.8 Alat pengujian pemadatan standart proctor test.
7.4 Cara Kerja
a. Contoh tanah dilapangan ditumbuk lalu disaring
b. Contoh tanah dibagi menjadi 6 bagian dan masing-masing
ditambahkan dengan air yang kadarnya berbeda (100 ml, 200 ml,
300 ml, 400 ml, 500 ml, 600 ml)
22
c. Contoh tanah dicampur dan diaduk secara merata. Kemudian
ditaruh dalam plastik dan didiamkan selama 12 jam agar
homogen.
d. Contoh tanah yang telah homogen dimasukkan ke dalam mould
kira-kira 1/3 bagian, lalu ditumbuk 25 kali. Ditambah 1/3 bagian
lagi, ditumbuk merata sebanyak 25 kali. Kemudian ditambah 1/3
bagian lagi, sampai mould terisi penuh dan ditumbuk 25 kali.
e. Contoh tanah yang berada dalam mould diratakan permukaannya
sesuai dengan volume mould, kemudian ditimbang.
f. Menyiapkan 3 (tiga) buah cawan yang telah diketahui beratnya.
g. Contoh tanah dikeluarkan dari mould dengan dongkrak, kemudian
dibagi menjadi 3 bagian. Pada masing-masing bagian diambil
contohnya, ditimbang dengan cawan yang telah disiapkan
sebelumnya, kemudian dioven selama 24 jam.
h. Kemudian cawan dan tanah yang telah dioven 24 jam ditimbang
untuk mendapatkan kadar airnya.
i.Hal yang sama dilakukan untuk sampel-sampel dengan kadar air
yang berbeda.
7.5 Data dan Perhitungan
Rumus-rumus yang digunakan :
a. Berat isi basah ( wet )
wet = berat volome basah / volume tanah basah
b. Berat isi kering ( dry )
γ dry= γ wet1+w
c. Angka pori
e=G ¿ γ w⋅¿(1+w)
γ wet−γ w ¿
d. Porositas
n= ee+1
e. Berat isi tanah jenuh ( sat)
23
wet = wet (1- n) + n
Data dan perhitungan disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut ini.
Tabel 7.8 Data dan perhitungan pengujian standart proctor testNo1 1 2 3 4 5 62 Berat cawan (gram) 3 Berat cawan + tanah basah (gram)45 Kadar air = ((4-3)/(4-1))x100%6 Rata-rata kadar air (%)
No cawan Nomor test 1 2
Berat cawan + tanah kering
Hasil pengujian standart proctor test disajikan dalam bentuk grafik,
untuk mengetahui nilai kadar air optimum dan berat volume air
maksimum. Contoh grafik hasil pengujian standart proctor seperti dalam
Gambar 7.2 di bawah ini.
1.05
1.06
1.07
1.08
1.09
1.10
1.11
1.12
55 60 65
Yd
(gr/
cm3)
kadar air (%)
Grafik hubungan w dan Yd
Gambar 7.9 Grafik hasil pengujian standart proctor test.
BAB 8 PENGUJIAN KEPADATAN TANAH LAPANGAN (SAND CONE)(ASTM D 1556-00)
8.1. Tujuan
Untuk mengetahui kepadatan di lapangan dari lapisan tanah atau
perkerasan yang telah dipadatkan.
8.2. Alat Yang Digunakan
a Corong kalibrasi pasir diameter 16.51 cm
b Pelat untuk corong ukuran 30.48 cm x 38.48 cm. diameter 16.51
cm
c Peralatan kecil seperti : palu. sendok. kuas. pahat. dan peralatan
untuk mencari kadar air.
d Timbangan kapasitas 10 kg dengan ketelitian 1.0 gr
e Tempat tanah atau sebuah kaleng
Gambar 8.10 Alat pengujian sand cone.
24
25
8.3. Cara Kerja
a Menentukan berat pasir dalam corong :
1 Botol diisi pelan - pelan dengan pasir sampai secukupnya dan
ditimbang beratnya.
2 Meletakkan alat dengan corong di bawah pada pelat corong
pada dasar yang rata dan bersih.
3 Kran dibuka pelan-pelan sampai pasir berhenti mengalir.
4 Kran ditutup dan alat berisi sisa pasir ditimbang.
5 Menghitung berat pasir dalam corong.
b Menentukan berat isi tanah
1 Mengisi botol dengan pasir secukupnya.
2 Meratakan permukaan tanah yang akan diperiksa dan
meletakkan pelat corong pada permukaan yang telah rata
tersebut dan dikokohkan agar tidak goyah / tergeser.
3 Menggali tanah yang terletak pada lubang dalam plat
minimal 10 cm dan tidak melampaui tebal hamparan padat.
4 Seluruh tanah hasil galian dimasukkan ke dalam kaleng yang
tertutup yang telah diketahui beratnya.
5 Menimbang kaleng + tanah hasil galian.
6 Menimbang alat corong + pasir di dalamnya.
7 Meletakkan alat dengan corong ke bawah di atas pelat
corong dan kran dibuka pelan - pelan sehingga pasir masuk
ke dalam lobang. Setelah pasir berhenti mengalir kran
ditutup kembali dan alat dengan sisa pasir ditimbang
8 Mengambil sedikit tanah dari kaleng untuk menentukan
kadar air10 %.
26
8.4. Data dan Perhitungan
a Menghitung kadar air.
Rumus yang digunakan :
w = ((b - e)/ (c - a)) x 100%
dengan :
a : berat cawan kosong
b : berat cawan + tanah asli (basah)
c : berat cawan + tanah kering
b Menghitung kepadatan tanah di lapangan dengan sandcone.
1 Berat pasir dalam corong + lubang = w6 - w7
2 Berat pasir dalam corong = w4 - w5
3 Berat pasir dalam lubang ( w10 ) = (w6 - w7) - (w4 - w5)
4 Berat isi pasir = p = (w3 -w1) / v1
5 Volume tanah (pasir dalam lubang) = w10 / p
6 Berat tanah basah = w8 -w9
7 Berat isi tanah basah = b = (w8 -w9) / v
8 Berat isi kering = d = b/(100 + w)
9 Derajat kepadatan lapangan = D = ((d lap)/(d lab)) x 100%
Data pengujian sand cone disajikan dalam bentuk tabel seoert dapat
dilihat pada Tabel 8.1 dan 8.2 di bawah ini.
Tabel 8.9 Data pengujian sandcone (berat volume pasir)
No Satuan Nilai1 Berat gelas kalibrasi gram2 Berat gelas kalibrasi + pasir gram3 Volume gelas kalibrasi cm3
4 Berat pasir dalam gelas (2 - 1) gram5 Berat volume pasir (4/3) gram/cm36 Berat pasir + tabung sebelum kran dibuka gram7 Berat pasir + tabung setelah kran dibuka gram8 Berat pasir dalam corong (6-7) gram
Uraian
Tabel 8.10 Data pengujian sandcone (berat volume tanah lapangan)
27
No Satuan Nilai 1 Berat cawan kosong gram2 Berat tanah + cawan kosong gram3 Berat tanah dalam cawan (10-9) gram4 Berat pasir + tabung sebelum kran dibuka gram5 Berat pasir + tabung setelah kran dibuka gram6 Berat pasir dalam lobang (12-13-8) gram7 Volume tanah = volume pasir dalam lobang (14 / 5) cm38 Berat volume tanah basah gram/cm39 Kadar air %
10 Berat Volume tanah kering gram/cm3
Uraian
BAB 9 PENGUJIAN CALIFORNIA BEARING RATIO(ASTM D 1883-99)
9.1 Tujuan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan CBR (California
BearingRatio) tanah agregat yang dipadatkan di laboratorium pada
keadaan tertentu. CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu
bahan dengan bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi
yang sama.
9.2 Alat dan Bahan
a. Alat penetrasi (Loading Machine ) berkapasitas minimal 4,45 ton
dengan kecepatan penetrasi 1,27 mm/menit.
b. Cetakan logam berbentuk silinder dengan diameter 152,,40,6609 mm
dengan tinggi 177,80,13 mm. Cetakan harus dilengkapi dengan leher
sambung dengan tinggi 50,8 mm dan keping alas logam yang
terlubang-lubang dengan tebal 9,58 mm dan diameter lubang tidak
lebih dari 1,59 mm
c. Piringan pemisah dari logam (spenser disk ) denga diameter 150,8 mm
dan tebal 61,4 mm.
d. Alat penumbuk
e. keping beban dengan berat 2,27 kg diameter 194,2 mm dengan lubang
tengah diameter 54 mm.
f. Torak penetrasi dari logam dengan diameter 49,5 mm dengan luas
1953 mm2 dan panjangnya tidak kurang dari 101,6 mm.
g. Satu buah arloji beban dan satu buah arloji pengukur penetrasi.
h. Alat timbang.
i. Peralatan lain seperti talam dan alat perata.
28
29
Gambar 9.11 Alat pengujian CBR laboratorium.
9.3 Cara kerja
a. Persiapan Benda Uji
1 Menumbuk contoh tanah dari lapangan lalu menyaringnya.
2 Mencampur contoh tanah dari lapangan dengan air sampel
kadar air optimum (dari percobaan proctor ).
3 Mengaduk campuran hingga homogen.
4 Memasukkan tanah yang telah homogen ke dalam mould kira-
kira 1/5 bagian lalu ditumbuk 56 kali.
5 Menambah 1/5 bagian lalu ditumbuk 56 kali.
6 Menambah 1/5 bagian lagi sampai mould terisi penuh dan
ditumbuk 56 kali.
7 Contoh tanah yang berada di mould diratakan permukaannya
sesuai dengan volume mould.
8 Menimbang mould yang berisi tanah tersebut
9 Siap melakukan percobaan CBR.
30
b. Pemerikaan CBR
1 meletakkan keping pemberat diatas permukaan benda uji
seberat minimal 4,5 kg atau sesuai dengan beban perkerasan.
2 Pertama, keping pemberat 2,27 kg diletakkan untuk
mencegah mengembangnya permukaan benda uji pada
bagian lubang keping pemberat. Pemberat selanjutnya
dipasang setelah torak disetuhkan pada benda uji.
3 Kemudian torak penetrasi diatur pada permukaan benda uji
sehingga arloji beban menunjukan beban permukaan sebesar
4,5 kg. Pembebanan permukaan ini diperlukan untuk
menjamin bidang sentuh sempurna antara torak dengan
permukaan benda uji, kemudian arloji penunjuk beban dan
arloji pengukur penetrasi di nolkan.
4 Pembebanan diberikan dengan teratur, sehingga kecepatan
penetrasi mendekati kecepatan 1,27 mm/menit.
5 Mencatat pembebanan pada penetrasi 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ;
2,5; 3,0 ; 3,5 ; 4,0 ; 5,0 ; 6,0 ; 7,0 ; 8,0 ; 9,0 ; 10,0 mm.
6 Mencatat beban maksimum dan penetrasi bila pembebanan
maksimum terjadi sebelum penetrsi 2,5 mm.
7 Mengeluarkan benda uji dari cetakan dan menentukan kadar
air dari lapisan atas benda uji setebal 25,4 mm.
9.4 Data dan Perhitungan
Rumus yang digunakan :
LOAD=LDRxLRCxGA
dengan,
LDR = Load Dial Reading LRC = Load Ring ConstantaG = Gravitasi = 9,81 m/dtA = Luas torak penetrasi = 19,3548 . 10-4 m2
CBR0,1 =
X 11000 x6,9
x 100 %
CBR0,2 =
X 21000 x10 ,3 x 100 %
31
dengan,
X0,1 = load pada saat VDR = 0,1 inch
X0,2 = load pada saat VDR = 0,2 inch
Data dan perhitungan pengujian CBR disajikan dalam tabel di bawah ini.
Tabel 9.11 Data dan perhitungan pengujian CBR.Elapsed
time(minute)
Vertikal Dial
(mm)VDR LDR
Force(Kpa)
00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,067910
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,067910
050
1001502002503003504004505006007009001000
Selanjutnya data dibuat dalam bentuk grafik hubungan vertical
displacement dan load seperti contoh pada Gambar 9.2 di bawah ini.
32
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
Hubungan Vertikal displacement vs Load
vertikal displacement (mm)
Load
(K
pa)
Gambar 9.12 Grafik hubungan vertical displacement dan load
BAB 10 PENGUJIAN GESER LANGSUNG
10.1 Dasar Teori
Dengan alat geser langsung kekuatan geser dapat diukur secara
langsung. Sampel yang akan diuji dipasang dalam alat dan diberikan
tegangan vertikal (yaitu tegangan normal) yang konstan. Kemudian
sampel diberikan tegangan geser sampai tercapai nilai maksimum.
Tegangan ini diberikan dengan memakai kecepatan bergerak (strain rate)
yang konstan, yang cukup perlahan-lahan sehingga tegangan air pori
selalu tetap nol. Maka percobaan ini dilakukan dalan kondisi “drained”.
Untuk mendapat nilai c dan maka perlu dilakukan beberapa
percobaan dengan memakai nilai Pv (tegangan normal) yang berbeda.
Dengan demikian hasilnya dapat digambar dalam grafik. Grafik ini
menyatakan hubungan nilai tegangan geser maksimum terhadap
tegangan normal dari masing-masing percobaan. Nilai c dan diambil dari
garis yang paling sesuai dengan titik-titik yang dimasukkan pada grafik
tersebut.
Gambar 10.13 Gaya pada uji geser langsung.
Dari hasil percobaan ini akan didapat harga kohesi dan sudut geser dalam
tanah, sehingga besarnya kekuatan geser dalam tanah dapat dicari :
= c + n tan
dimana : : Kekuatan geser dalam tanah (kg/cm2)c : Kohesi tanah (kg/cm2)n : Tegangan normal bidang geser (kg/cm2) : Sudut geser dalam tanah
33
34
10.2 Tujuan
Adapun tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui
parameter-parameter kekuatan geser tanah yaitu sudut geser dalam ()
dan kohesi tanah (c) dalam kg/cm2.
10.3 Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan :
a. Direct Shear Test Apparatus merk MARVI
b. Beban pemberat 4 buah ( 0,8 kg; 1,6 kg; 2,4 kg; dan 3,2 kg )
c. Pisau pemotong
d. Cetakan contoh tanah undisturb ( D = 6 cm, t = 2 cm )
e. Neraca
f. Stop watch
g. Pipet
h. Oli dan kuas
i. Oven listrik
j. Air
k. Contoh tanah hasil boring
35
Pengatur nivo
Dial penurunan
Box sampel
Dial proving ring
Beban
Gambar 10.14 Alat pengujian geser langsung.
10.4 Persiapan Benda Uji
a. Contoh tanah dari hasil boring yang telah dikeluarkan dari tabung
silinder diambil bagian tengahnya.
b. Mengolesi alat cetakan dengan oli dan mencetak contoh tanah
dengan cara menekan cetakan / ring pada tanah asli. Diameter
cetakan 6 cm dan t= 2 cm.
c. Meratakan bagian ujung diluar atas dan bawah cetakan dengan
pisau.
d. Mengeluarkan contoh tanah dari cetakan.
10.5 Cara Kerja
a. Kotak geser dari alat direct shear apparatus dikeluarkan dari
tempatnya dan dasar perletakan tabung dibersihkan serta diberi oli
agar diperoleh dasar yang licin.
b. Contoh tanah dimasukkan ke tempatnya dari alat direct shear, setelah
dilapisi dengan lempeng batu porus dan kertas pori.
c. Mempersiapkan perlengkapan dan alat uji direct shear :
1. Menyiapkan stop watch
36
2. Memberi air pada sampel
3. Mengatur horizontal dial dan load dial supaya menunjukkan
angka nol
d. Mulai melakukan percobaan dengan meletakkan beban 0.8 kg.
e. Nivo diatur ( Nivo beban di lengan diatur ).
f. Mesin dihidupkan dan kotak geser diberi pergeseran dengan
kecepatan pergeseran 1 % x diameter contoh tanah per menit (1% x
6 cm /menit )
g. Pada waktu-waktu tertentu dilakukan pembacaan dial horisontal, dial
pembebanan (sesuai dengan tabel ).
h. Setelah dial horisontal menunjukkan angka 600 atau mencapai harga
shear stress failure, maka mesin uji dimatikan, kotak geser
dikeluarkan dan air dikeluarkan.
i. Mengulang percobaan dengan beban 1,6 kg; 2,4 kg serta 3,2 kg.
10.6 Cara Perhitungan
a. Tegangan normal (n )
Rumus yang digunakan:
n = 0.5 x Pn
dimana n = tegangan normal (kgf/cm2)
0.5 = factor tetapan (cm2).
Keterangan :
Pn = beban normal
0.5 = factor tetapan, diperoleh dari perhitungan berikut :
Gambar 10.15 Lengan momen uji geser langsung
P = Pn x b/a
37
n = P / A = (Pn x b/a) / A
P = gaya yang diterima beban
A = luas sampel = 28,2743 cm 2
b/a = perbandingan lengan alat direct shear yang dipakai
= 14.1372
sehingga (b/a)/A = 14.1372 / 28.264 = 0.5 per cm 2
b. Tegangan Geser ( )
Rumus yang digunakan :
= SF / A
= ( LDR x LRC ) / A
dimana :
: tegangan geser (kg/cm2)
SF : shear force (kg)
A : luas contoh tanah (cm2)
LDR : load dial reading (kg/d)
LRC : load ring constant (kg/d)
BAB 11 PENGUJIAN TRIAXIAL
11.1 Dasar Teori
Percobaan triaxial merupakan metode paling umum untuk mencari
kekuatan geser tanah. Percobaan ini dilakukan dengan cara benda uji
dimasukkan dalam selubung karet tipis dan diletakkan dalam tabung
kaca. Kemudian ruang di dalam tabung diisi dengan air. Benda uji
mendapat tegangan sel dengan jalan pemberian tekanan sel atau tekanan
sampling serupa dengan tekanan akibat tanah sekelilingnya. Kemudian
digeser secara vertikal dengan kecepatan pergeseran ( 1 % x Lo ) per
menit. Tekanan vertikal yang diberikan pada proses keruntuhan ini adalah
tegangan deviator dan dapat diukur dengan cincin uji.
Apabila suatu seri percobaan ini dilakukan dengan tekanan sel yang
berbeda, dapat digambar lingkaran Mohr lainnya. Lingkaran - lingkaran ini
harus mempunyai suatu garis singgung yang dikenal dengan selubung
kegagalan Lingkaran Mohr - Coulomb dan merupakan suatu garis yang
sama dengan persamaan garis yang diberikan oleh percobaan Coulomb,
sehingga diketahui nilai c dan .
Pada percobaan ini dilakukan secara Unconsolidated – Undrained
(tanpa konsolidasi-tanpa drainase). Contoh percobaan ini diberikan
tegangan sel / ruang dimana air tidak boleh mengalir dari tanah contoh.
Setelah diberikan tegangan ruang , kemudian dilakukan geseran vertikal
dengan kecepatan (1 % x Lo)/menit. Percobaan Uncosolidated -
Undrained ini merupakan analisis tegangan total.
Jadi tujuan percobaan ini adalah untuk mencari parameter - parameter
kekuatan geser yaitu kohesi (c) dan sudut geser dalam ( ) total.
11.2 Tujuan
Untuk mencari paremeter-parameter kekuatan geser yaitu kohesi
tanah ( c) dan sudut geser dalam ( ).
11.3 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan :
a. Alat cetakan tanah
38
39
b. Pisau / gergaji kawat
c. Oli dan kuas
d. Mistar
e. Membran
f. Contoh tanah undisturbed
g. Alat Triaxial
h. Terdiri dari cincin karet, batu berpori, silinder perspex, pipa untuk
pemberian tegangan sel, pipa unit pengaliran atau pengukur tegangan
pori, kran udara.
Gambar 11.16 Alat pengujian triaxial.
11.4 Cara Kerja
a. Persiapan Sampel :
1. Tanah asli boring dikeluarkan dari tabung sampel dengan
dongkrak sehingga tanah asli keluar dari tabung, lalu
dipotong-potong menjadi 2 bagian.
2. Tanah yang dipotong tadi dicetak dengan cetakan sampel
berupa tabung, potongan tanah asli dimasukkan dalam
tabung sampai terisi penuh lalu diratakan permukaannya
dengan pisau.
40
3. Tanah didalam tabung pencetak dikeluarkan dengan
mendesak sehingga sampel lepas dari tabung pencetak, lalu
sampel disimpan dalam stoples selama 24 jam.
4. Jumlah sampel untuk percobaan ini ada 3 buah sampel.
b. Jalannya Percobaan :
1. Siapkan sampel, ukur panjangnya (Lo), isi gas dan tancapkan
stopkontak dan kemudian dicari luas penampangnya (A).
2. Dari tiap percobaan , masing - masing : L = Lo x (%)
3. Hitung vertikal dial reading = L x 100
4. Pasang membran T dan ratakan permukaan dengan pipet
sedot.
5. Pasang sampel dalam sel, siapkan ring pecah dan karet (2)
6. membran dilepaskan T diangkat
7. bagian bawah membran dikaret
8. Pasang bagian atas, usahakan karet melingkar sampel,
membran tarik ke bagian atas, karet lagi, ring pecah dilepas.
9. Pasang bagian penutup sel triaksial, paskan bagian atas dan
putar sampai kencang.
10. Isi sel triaksial dengan air, putar kran air , buka penutup
katup agar bisa naik, setelah air penuh tutup lagi penutup
katup.
11. Pasang proving ring dan manometer samping
12. Untuk memasang proving ring, putar besi penyangga agar
bisa pas.
13. Kaitkan manometer waktu di samping, terus putar sekrup,
atur agar jarum (kecil) pas nol.
14. Mengatur manometer beban dan manometer waktu untuk
jarum (besar) dalam kondisi nol.
15. Menghidupkan angka pori digital, mengatur kotak pori agar
bacaan awal bisa nol.
16. Memberi tekanan dengan memutar kran tekanan sebesar
0.5; 1; 1.5 dengan memutar kran ke posisi atas.
17. Setelah itu mengunci / arah kiri
41
18. Alat siap dijalankan, posisi pada mesin ditarik
19. a. pembacaan load dial : hitam
20. b. pembacaan vertikal : merah
21. Menghidupkan triaxial test, menyamakan bacaan manometer
waktu dengan Vertical Dial Reading pada table, baca load
dial dan angka pori untuk mengatur kecepatan putar (W)
22. Setelah waktu habis mesin dimatikan.
23. Mengeluarkan air dari sel konsolidasi dengan memposisikan
keatas dan pada posisi ditekan terus diputar dibuka.
24. Setelah air habis, melepas bagian luar dan ambil sampel
serta gambar keruntuhannya.
25. Langkah pengosongan air dan udara pada posisi bawah,
dalam posisi atas, sampel penuh, pada posisi kanan, dibuka,
depan terus kembalikan ke posisi atas.
11.5 Cara Perhitungan
a. Tanah contoh diukur panjangnya (Lo) dan diameter, kemudian
dicari luas penampang (Ao)
b. Dari tiap percobaan dicari h masing-masing (L= ho x %).
c. Menghitung Vertikal Dial Reading = L x 100
d. Dari bacaan alat triaxial didapat harga = load dial/angka pori
(ho), dan 3.
e. Menghitung load = LRC x LDR
f. Menghitung A' = Ao \ (1 - )
g. Menghitung tegangan deviator (1 - 3) = Load / A’
h. Dari beberapa harga (1 - 3) dipilih harga terbesar, kemudian
dihitung
i. Setelah didapat 1, , 3, dan maka dapat dicari jari - jari lingkaran
Mohr R = (1 - 3 ) / 2
j. Gambar lingkaran Mohr, sehingga dapat diukur besarnya c dan
.
k. Hasil perhitungan dapat dilihat dalam tabel.
42
Cara pengisian tabel triaxial compresion test
a. Untuk tabel atas
1. Kolom 1 = waktu pembacaan
2. Kolom 2 = proses regangan ( Σ % )
3. Kolom 3 = pertambahan panjang ( ∆L )
∆L = L0 X Σ
4. Kolom 4 = vertikal dial reading (VDR)
VDR = ∆L X 100
5. Kolom 5 = load dialreading (LDR)
Hasil pembacaan alat
6. Kolom 6 = tegangan air pori
Hasil pembacaan alat
7. Kolom 7 = load (L)
L = LDR x LRC
8. Kolom 8 = A / (1 – Σ )
A = Luas penampang sampel
9. Kolom 9 = deviator stress
(1 - 3) = kolom 7/ kolom 8
b. Untuk tabel bawah
1. Kolom 1 = harga 3
2. Kolom 2 = harga Σ dari deviator stress terbesar
3. Kolom 3 = harga u dari deviator stress terbesar
4. Kolom 4 = 3’ = 3 - u
5. Kolom 5 = 1’ - 3’ harga deviator stress terbesar
6. Kolom 6 = 1’ = (1’ - 3’) + 3’
7. Kolom 7 = 1’ = 1’ + u
8. Kolom 8 = 0,5 x (1’ + 3’)/2
9. Kolom 9 = 0,5 x (1 + 3)/2
BAB 12 PENGUJIAN SONDIR
12.1 Dasar Teori
Sondir disebut juga Dutch Deep Sounding Apparatus, yaitu suatu
alat statis yang berasal dari Belanda. Ujung alat ini langsung ditekan ke
dalam tanah. Pada ujung rangkaian pipa sondir ditempatkan alat conus
yang berujung lancip dengan kemiringan kurang lebih 60. Pipa sondir
dimasukkan ke dalam tanah dengan bantuan mesin sondir. Ada 2 macam
metode sondir:
a. Standard Type (Mantel conus)
Yang diukur hanya perlawanan ujung (nilai conus) yang dilakukan
dengan menekan conus ke bawah. Seluruh tabung luar diam. Gaya
yang bekerja dapat dilihat pada manometer.
b. Friction Sleeve (Addition Jacket Type / Biconus)
Nilai conus dan hambatan lekat keduanya diukur. Hal ini dilakukan
dengan memakai stang dalam. Mula-mula hanya conus yang ditekan
ke bawah, nilai conus diukur. Bila conus telah digerakan sejauh 4 cm,
maka dengan sendirinya ia mengait friction sleeve, dan conus beserta
friction sleeve ditekan bersama-sama sedalam 4 cm. Jadi nilai conus
sama dan hambatan lekat didapat dengan mengurangkan besarnya
conus dan nilai jumlah keseluruhan. Dalam percobaan ini metode
friction sleeve yang dipakai.
12.2 Tujuan
Tujuan penyelidikan ini untuk mengetahui perlawanan penetrasi conus
dan hambatan lekat tanah pada biconus. Perlawanan penetrasi conus adalah
perlawanan terhadap ujung conus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas.
Hambatan lekat adalah perlawanan terhadap mantel biconus yang dinyatakan
dalam gaya persatuan panjang.
12.3 Alat yang Digunakan
Alat pengujian sondir dapat dilihat pada Gambar 12.17
43
44
Gambar 12.17 Alat pengujian sondir
12.4 Cara Kerja
a. Menyiapkan alat
1. Pada tanah yang diselidiki ditancapkan 3 (tiga) buah angkur luar
dengan cara diputar dengan stang pemutar, searah jarum jam
sambil ditekan agar dapat turun dan masuk ke dalam tanah.
2. Balok tumpuan diletakan untuk mendukung alat sondir, kemudian
alat sondir didirikan di atas balok sedemikian rupa sampai benar-
benar tegak lurus.
3. Besi kanal dipasang untuk menjepit kaki alat sondir dengan cara
memasang baut pada angkur-angkur tersebut.
4. Conus dan biconus dipasang pada pipa dan dikontrol
sambungannya.
5. Bila semua alat siap, maka stang pemutar diputar agar dapat
menekan ujung conus ke dalam tanah. Percobaan ini dimulai pada
saat ujung conus menyentuh tanah (kedalaman 0 cm), selanjutnya
dibaca pada kedalaman kelipatan 20 cm.
45
6. Kunci dibuka dan stang diputar turun 4 cm dan diperoleh
pembacaan nilai conus.
7. Hubungan tangkai dilepaskan, kemudian stang pemutar diluruskan
smpai kedalaman 4 cm lagi sehingga menghasilkan pembacaan
nilai biconus.
8. Kemudian tangkai conus dikaitkan lagi, yaitu pada posisi kunci,
dan ditekan kembali, maka mantel luar terikat, stang dalam akan
ikut tertekan sampai kedalaman 40 cm.
9. Mengulangi langkah 7 - 9 samapai nilai conus 250 kg/cm2.
a. Membaca manometer
1. Pada kedalaman 0 cm dibaca nilai conus dan biconus, stang
diputar pada posisi kunci sehingga jarum tidak bergerak sampai
kedalaman 20 cm pemutaran stang dihentikan.
2. Kunci dibuka dan stang diputar turun 4 cm sehingga stang dalam
akan ditekan pada lubang yang menghubungkan dengan
manometer, lalu dibaca pada manometer tersebut, angka ini
adalah nilai conus.
3. Hubungan tangkai dilepaskan lalu stang diputar lagi, pemutaran
dilakukan sampai kedalaman bertambah 4 cm, baru angka pada
manometer dibaca. Angka ini menunjukan nilai biconus, yaitu nilai
conus ditambah hambatan lekatnya.
4. Tangkai conus dilekatkan lagi, yaitu pada posisi kunci dan ditekan
lagi maka mantel luar berikut stang dalam akan ikut tertekan
sampai kedalaman 40 cm.
5. Setelah itu dibaca nilai conus dan biconusnya seperti cara di atas.
Pekerjaan ini dilakukan sampai jarum manometer menunjukan
angka 250 kg/cm2.
6. Memasukan hasil pembacaan kedalam tabel dan akan diperoleh
grafik hubungan antara kedalaman dan hambatan total.
12.5 Contoh Perhitungan
Rumus yang dipakai :
HL=(H−C )x DA
dimana :
HL : Hambatan lekat (kg/cm2)
46
H : Nilai biconus (kg/cm2)
C : Nilai conus (kg/cm2)
D : Selisih kedalaman (20)
A : Luas conus / luas torak (10)
Keteranagan pengisian tabel
Kolom 1 : kedalaman tanah yang ditentukan oleh conus dan biconus.
Kolom 2 : nilai conus yang terbaca pada manometer untuk gerakan 1.
Kolom 3 : nilai biconus yang terbaca pada manometer untuk gerakan 2.
Kolom 4 : nilai hambatan / friction merupakan hasil pengurangan nilai
conus dan biconus.
Kolom 5 : nilai hambatan lekat.
Kolom 6 : nilai hambatan lokal.
Contoh perhitungan :
1. Z = 0 cm
H = 0 kg/cm2
C = 0 kg/cm2
HL = (0 - 0) . 20/10 = 0 kg/cm2
HT = 0 + 0 =0 kg/cm2
2. Z = 20 cm
H = 25 kg/cm2
C = 25 kg/cm2
HL = (25 - 25) . 20/10 = 0 kg/cm2
HT = 0 + 0 = 0 kg/cm2
3. Z= 40 cm
H = 25 kg/cm2
C = 25 kg/cm2
HL = (25 - 25) . 20/10 = 0 kg/cm2
HT = 0 + 0 = 0 kg/cm2
47
Tabel 12.12 Tabel pengujian sondir
Kedalaman Conus Biconus FrictionHL = (H - C) x
D/AHT = ΣHL
( Z1 cm )( C1
kg/cm2 )( H1
kg/cm2 )( H-C
kg/cm2 )( kg/cm2 ) ( kg/cm2 )
020406080
100120140160180200220240260280300320
BAB 13 PENGUJIAN KONSOLIDASI
13.1 Dasar Teori
Konsolidasi adalah proses mengalirnya air pori dari lapisan tanah
yang jenuh air dan disertai dengan mengecilnya volume tanah akibat
adanya penambahan beban vertikal diatasnya. Pada kenyataannya
konsolidasi bisa diartikan pula sebagai penurunan / settlement.
Konsolidasi terjadi apabila memenuhi syarat - syarat :
a. Tanah dalam keadaan jenuh air.
b. Adanya beban di atasnya.
c. Adanya air yang mengalir.
13.2 Tujuan
Pengujian ini merupakan pengujian satu dimensi, dimana beba yang
bekerja hanya satu arah yaitu arah vertikal. Adapun tujuan dari pengujian
ini adalah untuk menentukan parameter-parameter konsolidasi, yaitu
Koefisien Konsolidasi (Cv) dan Koefisien Kompresi (Cc) yang terjadi akibat
adanya tekanan yang bekerja pada tanah tersebut.
13.3 Alat dan Bahan
a. Satu set alat konsolidasi (Odo Meter) yang terdiri dari alat - alat
pembebanan dan sel konsolidasi
b. Arloji pengukur (ketelitian 0.01 dan panjang gerak tangkai minimal 1.0
cm)
c. Beban - beban (0.25 kg, 0.8 kg, 1.6 kg, 3.2 kg)
d. Alat pengeluar contoh dalam tabung (extruder)
e. Pemotong yaitu pisau tipis dan tajam serta pisau kawat
f. Pemegang cicin kawat
g. Neraca
h. Oven listrik yang dilengkapi dengan pengukur suhu untuk memanasi
sampai
i. 110 0 C.
j. Stopwatch.
48
49
Gambar 13.18 Alat pengujian konsolidasi (oedometer).
13.4 Cara Kerja
a. Persiapan Benda Uji
Cincin (bagian dari sel konsolidasi) dibersihkan dan dikeringkan
kemudian ditimbang sampai ketelitian 0.1 gr. Sebelum contoh
dikeluarkan dari tabung ujungnya diratakan dahulu dengan jalan
mengeluarkan contoh tersebut 1 sampai dengan 2 cm.
Kemudian dipotong dengan pisau. Permukaan ujung contoh ini
harus diratakan dan tegak lurus terhadap sumbu contoh.Cincin
dipasang pada pemegangnya kemudian diatur sehingga bagian
yang tajam berada 0.5 cm dari ujung tersebut. Contoh
dikeluarkan dari tabung dan langsung dimasukkan ke dalam
cincin sepanjang kurang lebih 2 cm, kemudian dipotong. Agar
50
diperoleh ujung yang rata pemotongan harus dilebihkan 0.5 cm
kemudian diratakan dengan alat penentu tebal. Pemotongan
harus dilakukan sehingga pisau potong tidak sampai menekan
benda uji tersebut.
b. Percobaan
1. Benda uji dan cincin ditimbang dengan ketelitian 0.1 gr
2. Menempatkan batu pori di bagian atas dan bawah dari cincin
sehingga benda uji yang sudah dilapisi kertas saring/filter
terapit kedua buah batu pori kemudian dimasukkan ke dalam
sel konsolidasi.
3. Memasukkan plat penumpu di atas batu pori.
4. Meletakkan sel konsolidasi yang sudah terisi benda uji pada
alat konsolidasi sehingga bagian runcing dari plat penumpu
menyentuh tepat pada lat pembebanan.
5. Mengatur kedudukan arloji (alat ini harus menunjukkan
angka nol) kemudian dibaca dan dicatat.
6. Memasang beban pertama sebesar 0.25 kg, kemudian diikuti
dengan pengaturan nivo agar seimbang.
7. Pada saat memasang beban 0.25 kg diamati pembacaan
arloji mulai (0, 0.25, 0.5, 1, ... 1440) menit.
8. Setelah langkah 7 selesai, maka beban ditambah sehingga
menjadi 0.8 kg.
9. Demikian seterusnya untuk beban yang berbeda yaitu untuk
pembebanan 1.6 dan 3.2 diamati pembacaan arloji mulai
menit 0, 0.25, 0.5, 1, ... 1440.
10. Setelah sampai pada pembebanan 3.2 kg maka dilakukan
unloading test dengan pengurangan beban sehingga
pembebanan menjadi 1.6 kg dan diamati pembacaan arloji
mulai menit 0, 0.25, 0.5, 1, ... , 1440.
11. Setelah percobaan berakhir maka dikeluarkan cincin dan
benda uji dari sel . konsolidasi, demikaian pula batu pori
pada permukaan atas dan bawah.
51
12. Cincin dan benda uji dikeringkan dalam oven listrik selama
24 jam dengan temperatur 110 C.
13. Setelah kering cincin dan benda uji ditimbang.
13.5 Cara Perhitungan
a. Menghitung :
1. berat tanah basah
2. kadar air
3. berat isi basah
4. berat tanah kering
b. Ada dua cara menggambarkan hasil percobaan konsolidasi :
1. Dengan membuat grafik penurunan terhadap tekanan.
2. Dengan membuat grafik angka pori terhadap tekanan.
Pada kedua cara ini harga tekanan digunakan skala logaritma. Bila
dipakai cara II maka dilakukan perhitungan sebagai berikut :
1. Tinggi Efektif benda uji
Ht = Bk / (A x Gs)
dimana :
Ht : tinggi efektif benda uji / tinggi butiran tanah (satu
kesatuan)
A : luas benda uji
Gs : berat jenis tanah
Bk : berat tanah kering
2. Besar penurunan total (H) yang terjadi pada pembebanan
H = pembacaan arloji pada permulaan percobaan
dikurangi
pembacaan arloji sesudah pembebanan tersebut
3. Angka pori semula (angka pori asli)
eo = (Ho - Ht) / Ht
dimana :
Ho = tinggi contoh semula.
4. Perubahan angka pori (e) pada setiap pembebanan
52
e = H / Ht
5. Angka pori ( e )pada setiap pembebanan
e = eo - e
6. Menggambarkan harga angka-angka pori tersebut pada
grafik angka pori terhadap tekanan dan dengan
menggunakan skala logaritma untuk tekanan.
c. Menghitung derajat Kejenuhan sebelum dan sesudah
percobaan
Sr = (w.Gs) / e
dimana :
Sr : derajat kejenuhan
W : kadar air
G : berat jenis tanah
e : angka pori
d. Harga Koefisien Konsolidasi (Cv)
Cv = (0,848 Hm2 ) / t90
dimana :
Cv : Koefisien konsolidasi
Hm : Tinggi benda uji rata - rata
t90 : Waktu untuk mencapai konsolidasi 90 %
e. Menggambar grafik hubungan antara Cv dan beban (logaritma)
f. Langkah-langkah penggambaran grafik konsolidasi :
1. Absis = (waktu), ordinat = penurunan
2. Titik koordinat hasil pembacaan dihubungkan sehingga
didapat grafik kecepatan penurunan yang berupa garis
lengkung (kurva).
3. Kurva diperpanjang hingga memotong sumbu Y (titik A).
4. Kemudian dibuat garis singgung yang berimpit dengan
permulaan kurva.
5. Dicari titik singgung akhir kurva dimana kurva dan garis
singgung mulai memisah (titik P)
6. Ditarik garis tegak lurus sumbu ordinat Y sampai memotong
titik P, diukur panjangnya.
53
7. Kemudian dibuat garis himpit dengan garis nomor 6 (titik
Q).
8. Dibuat garis A sampai memotong kurva di titik B.
9. Membuat garis tegak lurus absis melalui B.
10. Didapat akar t90 = titik potong antara garis no. 9 dengan
sumbu absis X
g. Cara pengisian tabel :
1. Stress, beban yang diberikan pada loading test (kg/cm2).
2. Dial reading, bacaan yang diperoleh dari dial pengukur
setelah 1440 menit.
3. Deformasi dial reading, sewlisih sebelum dan sesudah diberi
beban.
4. Sampel deformasi (H), selisih deformasi dalm satuan cm
5. e = H / Ht
6. e = eo - e
7. Average deformation (cm)
8. √t 90 (dt-1/2)
9.Cv=0 ,848.Hm2
t 90
(cm/dt 2 )
LAMPIRAN
Tabel L.1 Nilai koreksi miniscus (cm)s cm
2.85 0.962.80 0.972.75 0.982.70 0.992.65 1.002.60 1.012.55 1.022.50 1.03
Tabel L.2 Nilai kedalaman efektif (L)R1 + cm L (cm) R1 + cm L (cm) R1 + cm L (cm)
0 16.301 16.10 20 13.00 41 9.602 16.00 21 12.00 42 9.403 15.80 22 12.70 43 9.204 15.60 23 12.50 44 9.105 15.50 24 12.40 45 8.90
25 12.206 15.30 46 8.807 15.20 26 12.00 47 8.608 15.00 27 11.90 48 8.409 14.80 28 11.70 49 8.30
10 14.70 29 11.50 50 8.1030 11.40
11 14.50 31 11.20 51 7.9012 14.30 32 11.10 52 7.8013 14.20 33 10.90 53 7.6014 14.00 34 10.70 54 7.4015 13.80 35 10.60 55 7.30
16 13.70 36 10.40 56 7.1017 13.50 37 10.20 57 7.0018 13.30 38 10.10 58 6.8019 13.20 39 9.90 59 6.6020 13.00 40 9.70 60 6.50
vii
Tabel L.3 Nilai KT
°C 2.45 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80
16 0.01510 0.01505 0.01481 0.01457 0.01435 0.01414 0.01394 0.0137417 0.01511 0.01486 0.01462 0.01439 0.01417 0.01396 0.01376 0.0135618 0.01492 0.01467 0.01443 0.01421 0.01399 0.01378 0.01359 0.0133919 0.01474 0.01449 0.01425 0.01403 0.01382 0.01361 0.01342 0.0132320 0.01456 0.01431 0.01408 0.01386 0.01365 0.01344 0.01325 0.0130721 0.01438 0.01414 0.01391 0.01369 0.01348 0.01328 0.01309 0.0129122 0.01421 0.01397 0.01374 0.01353 0.01332 0.01312 0.01294 0.0127623 0.04040 0.01381 0.01358 0.01337 0.01317 0.01297 0.01279 0.0126124 0.01388 0.01365 0.01342 0.01321 0.01301 0.01282 0.01264 0.0124625 0.01372 0.01349 0.01327 0.01306 0.01286 0.01267 0.01249 0.0123226 0.01357 0.01334 0.01312 0.01291 0.01272 0.01253 0.01235 0.0121827 0.01342 0.01319 0.01297 0.01277 0.01258 0.01239 0.01221 0.0120428 0.01327 0.01304 0.01283 0.01264 0.01244 0.01225 0.01208 0.0119129 0.01312 0.01290 0.01269 0.01249 0.01230 0.01212 0.01195 0.0117830 0.01298 0.01276 0.01256 0.01236 0.01217 0.01199 0.01182 0.01169
Gs
Tabel L.4 Nilai koreksi suhu (ct)Suhu (oC) Ct
15 -1.1016 -0.9017 -0.7018 -0.5019 -0.3020 0.0021 0.2022 0.4023 0.7024 1.0025 1.3026 1.6527 2.0028 2.5029 3.0530 3.80
viii