LABORATORIUM MEKANIKA TANAH UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG BAB I TEST VOLUMETRI / GRAVIMETRI Pada prinsipnya, tanah terdiri dari air, udara dan butir- butiran tanah yang padat. Sifat-sifat umum suatu tanah dapat dilihat dari besarnya harga-harga parameter dari tanah yang bersangkutan, misalnya. Berat volume (γ). Berat volume kering ( ). Berat volume butir ( ). Specifis gravity (Gs). Angka pori (e). Porositas (n). Kadar air (w) dan. Darajat kejenuhan (Sr). Harga-2 dari γ,w,Gs dapat ditentukan,secara langsung di laboratorium,sedang parameter-parameter yang lain dapat dihitung secara analistis dengan menggunakan ketiga parameter yang telah ditentukan di laboratorium tersebut. Rumus-rumus yang dapat dipergunakan untuk menghitung parameter-parameter tersebut adalah sebagai berikut: = Gs γx. e = . FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
BAB I
TEST VOLUMETRI / GRAVIMETRI
Pada prinsipnya, tanah terdiri dari air, udara dan butir-butiran tanah yang padat. Sifat-sifat
umum suatu tanah dapat dilihat dari besarnya harga-harga parameter dari tanah yang
bersangkutan, misalnya.
Berat volume (γ).
Berat volume kering ( ).
Berat volume butir ( ).
Specifis gravity (Gs).
Angka pori (e).
Porositas (n).
Kadar air (w) dan.
Darajat kejenuhan (Sr).
Harga-2 dari γ,w,Gs dapat ditentukan,secara langsung di laboratorium,sedang parameter-
parameter yang lain dapat dihitung secara analistis dengan menggunakan ketiga parameter
yang telah ditentukan di laboratorium tersebut. Rumus-rumus yang dapat dipergunakan
untuk menghitung parameter-parameter tersebut adalah sebagai berikut:
= Gs γx.
e = .
e = .
Sr = .
Dalam bab ini,cara pelaksanaan test di laboraturium untuk menentukan berat volume (γ),
kadar air (w), dan specific grafity (Gs) dari suatu tanah akan diterangkan secara terinci.
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Bagian 1.1
TEST UNTUK MENENTUKAN BERAT VOLUME
Alat ini di perlukan:
1. Gelas kaca dengan diameter 5,05 – 6,50 cm dan dengan ketinggian kira-kira 3,0 – 4,0 cm.
2. Kaca dasar yang mempunyai tiga paku.
3. Air raksa.
4. Mangkok peluberan
5. Pisau
6. Timbangan dengan 0,1 gram.
Urutan Pelaksanaan Test.
1. Keluarkan contoh tanah yang akan ditest dari dalam tabung Shelby secara perlahan-lahan
sehingga keadaan tanahnya tidak berubah (sampel undistuyrbed).
2. Dengan mengunakan pisau, potong contoh tanah yang telah disiapkan pada langkah no.1
secara perlahan-lahan dan sedikit demi sedikit hingga didapat bentuk persegi dengan
ukuran 2 × 2 × 2 cm3.
3. Tentukan berat tanah yang telah disiapkan pada langkah no 2 (W1).
4. Tentukan volume tanah yang telah disiapkan pada langkah no 2 dengan menggunakan air
raksa, gelas kaca dan kaca datar yang mempunyai tiga paku. Caranya: isi gelas kaca
dengan air raksa hingga penuh (gelas kaca harus diletakkan dalam mangkok peluberan).
Dengan mengunakan kaca datar yang mempunyai tiga paku,ratakan permukaan air raksa
didalam gelas kaca, (kelebiihan air raksa yang tumpah ditampung dalam mangkook
peluberan), bersihkan kelebihan air raksa yang tertumpah kedalam mangkok peleburan dan
letakan gelas kaca kembali kedalam mangkok peluberan. Masukkan tanah yang telah
disiapkan pada langkah no 2 kedalam gelas kaca yang berisi air raksa (tanah tersebut akan
mengapung diatas air raksa). Dengan menggunakan kaca datar yang mempunyai tiga paku,
tekan tanah kering tersebut masuk kedalam air raksa secara perlahan-lahan hingga tanah
tersebut benar-benar terendam didalam air raksa. Kelebihan air raksa yang mengalir keluar
dari gelas kaca akan ditampung didalam mangkok peluberan (= W2) untuk dipakai dalam
menentukan volume tanah yang ditest.
Perhitungan:
Barat volume tanah : γ =
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
V = Volume tanah yang ditest :
Dimana :
13,6 = berat volume air raksa.
W1 = berat tanah
W2 = berat air raksa yang mempunyai volume sama dengan tanah yang ditest.
Contoh perhitungan untuk menentukan berat volume tanah (γ) diberi dalam tabel 1.1.
MENENTUKAN BERAT VOLUME TANAH
Proyek : Perancangan Fondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 1,00 cm
Jenis Tanah : -
Tabel 1.1
No Keterangan Satuan Nilai
1 Diameter of ring M1, cm 35.00
2 Height of ring M2, cm 38.00
3 Volume of ring M3, cm3 36.54
4 Mass of soil M4, gram 61.00
5 Bulk density, b M4/M3, gram/cm3 1.67
Proyek : Perancangan Fondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,00 cm
Jenis Tanah : -
No Keterangan Satuan Nilai
1 Diameter of ring M1, cm 35.00
2 Height of ring M2, cm 38.00
3 Volume of ring M3, cm3 36.54
4 Mass of soil M4, gram 67.00
5 Bulk density, b M4/M3, gram/cm3 1.83
Proyek : Perancangan Fondasi
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,50 cm
Jenis Tanah : -
No Keterangan Satuan Nilai
1 Diameter of ring M1, cm 3.50
2 Height of ring M2, cm 3.80
3 Volume of ring M3, cm3 36.54
4 Mass of soil M4, gram 61.00
5 Bulk density, b M4/M3, gram/cm3 1.67
Contoh perhitungan
Test dengan kedalaman 2.5 m
Volume Tanah =
Berat volume = = W =1,67 x 36.54 = 61 gram
Bagian 1.2
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
TEST UNTUK MENENTUKAN KADAR AIR
Setiap kali mengadakan pengetesan suatu tanah dilaboraturium kadar air dari tanah yang
bersangkutan harus ditentukan lebih dahulu. Kadar air didefinisikan sebagai:
W =
Kadar air biasanya dinyatakan dalam persen (%).
Alat yang diperlukan:
1. Cawan
2. Timbangan yang mempunyai ketelitian 0,01 gram
3. Oven.
Urutan pelaksanaan test
1. Tentukan berat cawan termasuk tutupannya = W1, juga catat no dari cawan yang
bersangkutan.
2. Letakkan contoh tanah yang akan di test didalam cawan. Tutup cawan tersebut guna
menghindari penguapan dari tanah yang akan ditest.
3. Tentukan berat tanah + cawan + tutup = W2.
4. Letakan tutup cawan pada dasar cawan yang bersangkutan.
5. Letakkan cawan + tanah yang telah disiapkan pada langkah no. 4 didalam oven selama
kira-kira 24 jam atau sampai dengan beratnya tetap.
6. Tentukan berat tanah kering + cawan + tutupnya = W3.
Perhitungan:
Kadar air = w = .
Dimana :
W1 = berat cawan dan tutupnya.
W2 = W1 + tanah basah.
W3 = W1 + tanah kering.
Contoh perhitungan untuk menentukan kadar air dari contoh tanah yang ditest diberikan dalam
tabel 1.2
MENENTUKAN KADAR AIR (w)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Proyek : Perancangan Fondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 1,00 cm
Jenis Tanah : -
Tabel 1.2
1 Can no. 1 2
2 Mass of can M1 gram 31 38
3 Mass of wet soil + can M2 gram 72.00 80
4 Mass of dry soil + can M3 gram 62 69
5 Mass of moisture (M2-M3) gram 10 11
6 Mass of dry soil (M3-M1) gram 31 31
7 Water content, w [(M2-M3)/(M3-M1)]x100% 32.26 35.48
8 Average water content, w 33.87
Proyek : Perancangan Fondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,00 cm
Jenis Tanah : -
1 Can no. 1 2
2 Mass of can M1 gram 30 31
3 Mass of wet soil + can M2 gram 71.00 78
4 Mass of dry soil + can M3 gram 59 65
5 Mass of moisture (M2-M3) gram 12 13
6 Mass of dry soil (M3-M1) gram 29 34
7 Water content, w [(M2-M3)/(M3-M1)]x100% 41.38 38.24
8 Average water content, w 39.81
Proyek : Perancangan Fondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,50 cm
Jenis Tanah : -
1 Can no. 1 2
2 Mass of can W1 gram 30 31
3 Mass of wet soil + can W2 gram 55.00 83
4 Mass of dry soil + can W3 gram 47 67
5 Mass of moisture (W2-W3) gram 8 16
6 Mass of dry soil (W3-W1) gram 17 36
7 Water content, w [(W2-W3)/(W3-W1)]x100% 47.06 44.44
8 Average water content, w (rata-rata) 45.75
Contoh perhitungan :
Cawan I
w (%) =
Bagian 1.3.
TEST UNTUK MENENTUKAN SPECIFIC GRAVITY
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Yang dimaksud dengan specific gravity dari suatu tanah adalah specifity grafity dari butir-
butir tanah (soil solid) tanpa termasuk air dan udara yagn terkandung didalam tanah tersebut.
Specifity gravity, Gs, didefinisikan sebagai berikut:
Gs =
Urutan pelaksanaan teks untuk menentukan specifity grafity yang akan diterangkan disini
hanya berlaku untuk tanah yang butir-butirnya berdiameter lebih kecil dari 4,75 mm (saringan
no 4).
Alat Yang Diperlukan:
1. Bejana volumetric yang mempunyai volume 500 ml.
2. Thermometer.
3. Timbangan dengan ketelitian sampai dengan 0,1 gram.
4. Air suling.
5. Pompa vacuum.
6. Mangkok.
7. Pisau spatula
8. Botol plastic.
9. Oven.
Beberapa alat yang dipakai untuk test ini dapat dilihat pada gambar 1.1
Gambar 1.1 Beberapa Peralatan yang dipergunakan untuk test spesific gravity
Urutan Pelaksanaan Test:
1. Bejana volumetri debersikan dan dikeringkan.
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
2. Bejana volumetri diisi dengan air suling sebanyak 500 ml (dasar dari garis cekung
permukaan air/water menikus harus pada tanda yang menunjukan 500 ml ).
3. Bejana volumetric beserta air dalamnya (pada langkah no 2) ditimbang = W1.
4. Temperature air didalam bejana diukur (T = T10C ) dengan cara memasukkan thermometer
kedalam bejana.
5. Ambil kira-kira 100 gram tanah yang telah diangin-anginkan pada udara terbuka.
6. Kalau tanah yang ditest adalah tanah lempung (kohesif), tambahkan air suling kecontoh
tanah yang akan ditest (pada langkah no. 5) dan campur hingga merata. Campur tanah + air
tersebut kemudian dibiarkan didalam sebuah mangkok selama setengah atau satu jam.
(catatan : kalau tanah yang ditest bukan tanah kohesif atau bukan tanah lempung, langkah
no. 6 tidak perlu dilakukan).
7. pindahkan tanah (untuk tanah yang bukan tanah kohesif) kedalam bejana volumetric
8. tambahkan air kedalam bejana volumetric yang telah berisi campuran tanah + air (pada
langkah no.7) sampai dengan mencapai kira-kira dua pertiga dari volume total (500 ml).
9. Hilangkan udara dari campuran tanah + air (pada langkah no.8) dengan cara :
a. Menggodok campuran tanah + air tersebut secara perlahan-lahan selama kira-kira
15 – 20 menit. Selama digodok, campuran tanah dan air tersebut harus diaduk-aduk
secara perlahan-lahan.
b. Mulut bejana volumetric yang berisi campuran tanah + air dihubungkan dengan pompa
vacuum (dengan maksud untuk menarik gelembung-gelembung udara dari dalam
campuran tanah + air) sampai tidak ada gelembung-gelembung udara yang tertinggal
didalam tanah tersebut.
Langkah No 9,adalah langkah yang terpenting dalam menentukan volume tanah pada
specifity grafity karena kekurangan ketelitian dari hasil test biasanya disebabkan oleh
adanya sisa-sisa udara yang tertinggal didalam pori-pori diantara butir-butiran.
10. Usaha temperature dari campuran tanah + air didalam bejana volumetric tetap yaitu sama
dengan T10C.
11. Tambahkan air suling bejana volumetric samapi dengan dasar dari garis cekung permukaan
air (meniscus) menentuh tanah yang menunjukkan volume 500 ml. keringkan bagian luar
dari bejana dan bagian dalam dari leher bejana (di atas meniscus) dengan kertas pengering.
12. Tentukan berat dari bejana + air +tanah (pada langkah no 11); misalkan beratnya = W2.
13. Ukur berat dari campuran tanah + air didalam bejana tersebut untuk mengetahui apakah
temperature dari campuran = T1 ± 1 C (batas toleransi ± 1 C).
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
14. Setelah ditimbang dan diukur temperaturnya, tuangkah campuran tanah + air tersebut
kedalam mangkok. Bersihkan sisa-sisa tanah yang tertinggal didalam bejana sampai bersih.
15. Untuk menentukkan berat tanah kering, mangkok beserta isinya (pada langkah no.14)
Dipanaskan didalam oven dengan temperatur 105 C selama minimal 24 jam sampai
dengan air menguap sama sekali.
16. Contoh tanah yang sudah kering ditimbang (= W3).
Perhitungan:
Gs =
Atau;
Gs =
Specific gravity umumnya ditentukan atas dasar berat volume air suling pada 200C, sehingga:
Harga dari A diberikan didalam tabel 1.3. untuk menentukan specific gravity
dari suatu tanah, paling sedikit 2 test harus dilakukan di laboratorium. Perbedaaan dari
hasil dua test tersebut tidak boleh lebih dari 2% - 3%. Contoh perhitungan untuk merupakan
harga Cs diberikan dalam Tabel 1.4.
Temperature, T(0C) A
18
19
1,0040
1,0020
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
20
22
24
26
28
30
1,0000
0,9996
0,9991
0,9986
0,9980
0,9975
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
MENENTUKAN SPECIFIC GRAVITY (Gs)
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 1,00 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
Tabel 1.3
1 Piknometer no. 10 7
2 Mass of piknometer M1 gram 18.00 18.00
3 Mass of dry soil + piknometer M2 gram 29.00 29.00
4 Mass of dry soil + water + piknometer M3 gram 73.20 72.30
5 Mass of water + piknometer M4 gram 66.00 66.00
6 Temperature toC 27.00
7 A = M2 - M1 11.00 11.00
8 B = M3 - M4 7.20 6.30
9 C = A - B 3.80 4.70
10 Specific Gravity, G1 = A/C 2.89 2.34
11 Average specific gravity, G1 2.62
12 Gwater at toC 0.9965
13 G for 27,5 oC = G = (Gwater at toC)/(Gwater at 27.5oC) 2.62
Proyek : Perancangan Pondasi
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,00 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
1 Piknometer no. 10 7
2 Mass of piknometer M1 gram 18.00 19.00
3 Mass of dry soil + piknometer M2 gram 30.00 30.00
4 Mass of dry soil + water + piknometer M3 gram 74.00 72.07
5 Mass of water + piknometer M4 gram 66.00 66.00
6 Temperature toC 27.00
7 A = M2 - M1 12.00 11.00
8 B = M3 - M4 8.00 6.07
9 C = A - B 4.00 4.93
10 Specific Gravity, G1 = A/C 3.00 2.23
11 Average specific gravity, G1 2.62
12 Gwater at toC 0.9965
13 G for 27,5 oC = G = (Gwater at toC)/(Gwater at 27.5oC) 2.62
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,00 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
1 Piknometer no. 10 7
2 Mass of piknometer M1 gram 19.00 19.00
3 Mass of dry soil + piknometer M2 gram 29.00 29.00
4 Mass of dry soil + water + piknometer M3 gram 72.00 72.30
5 Mass of water + piknometer M4 gram 66.00 66.00
6 Temperature toC 27.00
7 A = M2 - M1 10.00 10.00
8 B = M3 - M4 6.00 6.30
9 C = A - B 4.00 3.70
10 Specific Gravity, G1 = A/C 2.50 2.70
11 Average specific gravity, G1 2.60
12 Gwater at toC 0.9965
13 G for 27,5 oC = G = (Gwater at toC)/(Gwater at 27.5oC) 2.60
Contoh Perhitungan :
Gs =
Gs (pada 20 0C) = Gs (pada T1 0C) x A = Gs x ( Ti °c ) x A
BAB II
TEST KONSISTENSI TANAH
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Apabila tanah berbutir halus yang lembek mengandung mineral lempung, tanah tersebut
dapat diremas-remas tanpa timbulnya pecah-pecah. Sifat-sifat kohesi tersebut disebabkan
karena adanya air yang diserap oleh permukaan butir-butir tanah lempung. Apabila tanah
kohesif dicampur dengan air dengan cukup banyak, tanah tersebut akan berubah sifatnya, yaitu
dari padat menjadi plastis dan kemudian menjadi liquid (cair). Apabila campuran tanah+air
yang sudah berupa liquit tersebut dipanaskan secara perlahan-lahan, campuran tersebut akan
berubah dari keadaan liquit (cair) ke keadaan plastis, jika pemanasan diteruskan, keadaan
plastis tersebut akan berubah menjadi semi solid (agak padat). Digambarkan dengan diagram
seperti yang diberikan pada gambar 2.1. kadar air dimana tanah berubah dari keadaan cair ke
keadaan plastis disebut “batas cair (liquit limit)”, dan dari keadaan semi solid ke keadaan solid
disebut “batas kerut (shringkage limit)”.
Dengan diketahuinya harga-harga batas cair (LL), batas plastis (PL) dan batas kerut (SL),
maka sifat-sifat plastisitas dari tanah yang bersangkutan dapat diketahui dengan mudah. Tanah
yang mempunyai harga plastis indek (IP=LL-PL) tinggi berarti tanah yang bersangkutan mudah
berubah sifatnya, yaitu daya dukung atau kekuatan tanah menurun, apabila kadar airnya
bertambah. Oleh karena itu, tanah dengan IP tinggi adalah sangat peka terhadap perubahan
kadar air.
Mengingat pentingnya harga-harga dari parameter tersebut didalam menentukan sifat-sifat
suatu tanah lempung, maka pada awal abad ke-20, seorang ilmuwan dari Swedia bernama
Atterberg mengembangkan suatu metode untuk menentukan parameter-parameter tanah
tersebut. Cara pengetesan tanah tersebut kemudian dikenal dengan nama “test Atterberg”.
Pada bab II ini, cara pelaksanaan test Atterberg akan diterangkan secara jelas dan terinci.
padat semi plastis cair
kadar air
batas kerut batas plastis batas cair
Gambar 2.1 Batas Atterberg
BAGIAN 2.1
TEST BATAS CAIR (LIQUID LIMIT)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Alat yang diperlukan
1. Satu set alat yang digunakan untuk test liquid limit.
2. Alat pembuat alur
3. Cawan
4. Mangkok porselin
5. Pisau spatula
6. Oven
7. Timbangan yang mempunyai ketelitian 0,01 gram
8. Botol plastik
Semua peralatan yang digunakan untuk test liquid limit (kecuali timbangan dan oven)
dapat dilihat pada Gambar 2.2. Alat yang digunakan untuk test liquid limit, seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 2.3a, terdiri dari mangkok kuningan yang bisa diangkat dan dijatuhkan
dari ketinggian 1 cm di atas suatu dasar terbuat dari karet yang keras; alat yang dipergunakan
untuk menaik turunkan mangkok kuningan tersebut dinamakan Cam yang dijalankan dengan cara
memutar Crank. Skema dari alat penggores (pembuat alur) diberikan pada Gambar 2.3b.
Urutan Pelaksanaan Test
1. Ambil tanah yang lolos lewat ayakan no.40 dan sudah diangin-anginkan sebanyak kira-kira
250 gram, dan taruh di dalam mangkok porselin. Tambahkan sedikit air kedalam tanah
tersebut dan campur hingga merata, apabila campuran tanah + air sudah mempunyai warna
yang merata dan kelihatan agak lembek, campuran tersebut sudah dapat ditest.
Gambar 2.2 Peralatan yang dipergunakan untuk menentukan batas cair atau liquid limit (LL)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
(a) (b)
Gambar 2.3 Skema dari : a. Alat untuk menentukan batas cair
b. Alat penggores
2. Lepaskan mangkok kuningan dari alat test liquid limit; letakkan sebagian tanah yang sudah
disiapkan pada langkah no.1 didalam mangkok kuningan tersebut dengan menggunakan pisau
spatula. Ratakan permukaan tanah tersebut sedemikian rupa hingga ketebalan maximum dari
tanah di dalam mangkok kira-kira 8 mm.
3. Dengan menggunakan alat pembuat alur, buat alur pada contoh tanah yang telah disiapkan
pada langkah no.2 sepanjang garis tengah mangkok (Gambar 2.4a)
4. Pasang kembali mangkok kuningan beserta isinya (yang sudah disiapkan pada langkah no.3)
pada alat test liquid limit; putar crank dengan kecepatan kira-kira 2 putaran per detik. Dengan
memutar crank, mangkok kuningan beserta isinya akan terangkat dan jatuh dari ketinggian 1
cm sekali untuk setiap putaran, dan alur yang dibuat pada contoh tanah tersebut akan menutup
secara perlahan-lahan. Apabila dua bagian dari tanah yang dipisahkan oleh alur sudah
mendekat satu sama lain, seperti pada gambar 2.4b, pemutaran dari crank bisa dihentikan,
tentukan jumlah putaran yang dibutuhkan untuk menutup alur.
5. Ambil sebagian dari contoh tanah yang sudah ditest pada langkah no.4 sebanyak kira-kira 40
gram dan masukkan ke dalam cawan yang sudah diketahui beratnya (W1). Cawan beserta
contoh tanah didalamnya (beratnya = W2) lalu dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam
untuk diketahui berat keringnya (berat cawan + tanah kering = W3) kemudian, tentukan kadar
air dari campuran tanah + air tersebut.
6. Tambahkan sedikit air pada sisa tanah yang sudah disiapkan pada langkah no.1, dan campur
lagi hingga merata.
7. Ulangi urutan test dari langkah no.2 s/d no.6 untuk mendapatkan harga dari kadar air pada
jumlah putaran antara 20 dan 25 dan antara 15 dan 20.
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Perhitungan
Tentukan kadar air dari tiap-tiap test (4 buah test) yang telah dilakukan dengan cara sebagai
berikut :
Dimana :
W1 = berat cawan
W2 = berat tanah basah + cawan
W3 = berat tanah kering + cawan
Grafik
Pada kertas semi-log, plot harga-harga dari kadar air pada sumbu tegak dan jumlah putaran
pada sumbu datar (grafis logaritmis) seperti pada Gambar 2.5. Garis yang menghubungkan
titik-titik tersebut merupakan suatu garis lurus dinamakan “flow curve”. Dari grafik lurus
tersebut ditentukan harga kadar air pada putaran = 25, harga dari kadar air pada N = 25
putaran dinamakan “batas cair (liquid limit)’ dari tanah yang ditest. Sudut kemiringan dari
flow curve dinamakan “flow index (F1)”.
Dimana :
W1 (%) = kadar air pada putaran N1
W2 (%) = kadar air pada putaran N2
Potongan melintang
Tampak atas
Gambar 2.4 Skema dari tanah yang diletakkan di dalam mangkok untuk ditentukan batas cairnya.
a. Pada saat permulaan test,
b. Pada saat akhir test.
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Jumlah pukulan, N
Gambar 2.5 Plot antara kadar air (%) dan jumlah pukulan, N
MENENTUKAN BATAS CAIR (LL)
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 1,00 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
Tabel 2.1
Depth 1 meter
1 Cawan no. A B C D
2 Jumlah pukulan 36 27 23 223 Berat cawan kosong W1 gr 5 5 6 54 Berat cawan + tanah basah W2 gr 36 48 37 295 Berat cawan + tanah kering W3 gr 26 34 26 216 Berat Air A= W2 - W3 10 14 11 87 Berat tanah kering B = W3 - W1 21 29 20 16
8 Kadar airW=A/B x
100% 47.62 48.28 55.00 50.00
9 Kadar air rata - rata (%) 47.95 52.50
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,00 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
Depth 2 meter
1 Cawan no. D E F G
2 Jumlah pukulan 34 29 22 173 Berat cawan kosong W1 gr 31 38 30 304 Berat cawan + tanah basah W2 gr 54 67 70 645 Berat cawan + tanah kering W3 gr 46 56 54 516 Berat Air A= W2 - W3 8 11 16 137 Berat tanah kering B = W3 - W1 15 18 24 21
8 Kadar airW=A/B x
100% 53.33 61.11 66.67 61.909 Kadar air rata - rata (%) 57.22 64.29
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
Kedalaman : 2,50 m
Jenis Tanah : lempung
Volume dari Bejana Volumetri : -
Depth 2.5 meter
1 Cawan no. H I J K
2 Jumlah pukulan 42 38 24 203 Berat cawan kosong W1 gr 7 6 6 74 Berat cawan + tanah basah W2 gr 31 42 30 665 Berat cawan + tanah kering W3 gr 21 27 20 406 Berat Air A= W2 - W3 10 15 10 267 Berat tanah kering B = W3 - W1 14 21 14 33
8 Kadar airW=A/B x
100% 71.43 71.43 71.43 78.79
9 Kadar air rata - rata (%) 71.43 75.11
Contoh perhitungan :
w (%) =
Bagian 2.2
TEST BATAS PLASTIK (PLASTIC LIMIT)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Pada percobaan di laboratorium, batas plastis biasanya didefinisikan sebagai kadar air dari
tanah dimana tanah tersebut akan retak-retak apabila digulung sampai dengan diameter 3 mm
(1/8 inchi). Test ini sepintas lalu kelihatannya tidak benar-benar dapat diandalkan karena
hasilnya barang kali masih tergantung dari siapa yang mengerjakannya, tetapi dalam
kenyataannya test ini memberikan hasil consisten (tidak banyak bervariasi).
Alat yang diperlukan
1. Mangkok porselin
2. Pisau spatula
3. Botol plastik
4. Cawan
5. Kaca untuk menggulung tanah
6. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
Urutan Pelaksanaan Test
1. Ambil contoh tanah yang lolos lewat ayakan no.40 dan sudah diangin-anginkan sebanyak
kira-kira 20 gram dan taruh didalam mangkok porselin.
2. Tambahkan air pada tanah yang telah disiapkan pada langkah no.1 dan campur hingga
merata.
3. Tentukan berat cawan yang akan digunakan untuk menentukan kadar air (beratnya = W1).
4. Dari tanah lembab yang telah disiapkan pada langkah no.2, Siapkan beberapa masa tanah
dengan bentuk elipsoda yang dibuat dengan cara memencet-mencet tanah tersebut dengan
jari.
5. Ambil satu dari masa tanah yang telah disiapkan pada langkah dan gulung di atas kaca
yang telah disiapkan dengan menggunakan telapak tangan. Penggulungan tanah harus
dilakukan dengan kecepatan kira-kira80 gerakan lengkap per menit. Catatan : yang
dinamakan gerakkan lengkap adalah satu gerakkan maju dan satu gerakkan mundur dari
telapak tangan.
6. Apabila tanah yang digulung pada langkah no.5 sudah mencapai garis tengah 1/8 inchi (3
mm) tapi belum pecah-pecah, maka remas-remas contoh tanah tersebut dan bentuk
elipsoida masa tanah lagi.
7. Ulangi no.5 dan no.6 hingga gulungan tanah akan pecah apabila mencapai 3 mm (1/8
inchi)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
8. Kumpulkan tanah yang pecah-pecah (pada langkah no.7) didalam cawan dan tutup cawan
rapat-rapat.
9. Ambil masa tanah (berbentuk elipsoida) yang lain (pada langkah no.4) dan ulangi urutan
pelaksanaan test dari langkah no.5 s/d 8.
10. Tentukan berat dari cawan + tanah (=W2). Ambil tutup cawan taruh tutup cawan tersebut
dibawah cawan dan kemudian taruh dalam oven.
11. Setelah kira-kira 24 jam, keluarkan cawan + tanah dari dalam dan timbang untuk
menentukan berat cawan + tanah kering (=W3).
Perhitungan
Plastic limit = PL =
Dimana :
W1 = berat cawan
W2 = berat cawan + tanah basah
W3 = berat cawan + tanah kering
Kalau liquid limit dan plastic limit dari suatu tanah diketahui, indek plastis (P1) dari tanah yang
bersangkutan dapat dihitung sebagai berikut :
P1 = LL – PL
Contoh perhitungan untuk menentukan batas plastis dari suatu contoh tanah diberikan dalam Tabel
2.2
MENENTUKAN BATAS PLASTIS (PL)
Proyek : Perancangan Pondasi
Lokasi : Perumahan D’wiga Regency
Sampel No. : -
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Kedalaman : 1m, 2 m dan 2.5 m
Jenis Tanah : lempung
Tabel 2.2
Depth 1 meter Depth 2 meter
Depth 2.5 meter
1 Cawan no. 7 5 2 4 3 1
2 Berat cawan kosong W1 gr 5 5 6 5 5 6
3 Berat cawan + tanah basah W2 gr 6.8 6.3 6.7 6 6.2 6.9
4 Berat cawan + tanah kering W3 gr 6.32 6 6.62 5.62 5.9 6.65
5 Berat air A = W2 - W3 0.48 0.3 0.08 0.38 0.3 0.256 Berat tanah kering B = W3 - W1 1.32 1 0.62 0.62 0.9 0.657 Kadar air W = A/B x 100% 36.36 30 12.903 61.2903 33.333 38.468 Kadar rata - rata (%) 33.18181818 37.09677419 35.8974359
Index Plastise = IP = LL - PL
IP ( 20 ) = LL – PL
IP ( 40 ) = LL – PL
Bagian 2.3
TEST BATAS KERUT (SHRINGKAGE LIMIT)
Apabila tanah lempung yang jenuh air (saturated) dikeringkan secara perlahan-lahan, tanah
tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya dan akan terjadi penyusutan volume dari masa
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
tanah tersebut. Dalam proses pengeringan selanjutnya, akan tercapai suatu keadaan dimana
pengeringannya hanya akan menghasilkan pengurangan dari kadar air saja tanpa adanya
penambahan penyusutan lebih lanjut dari volume tanah. Kadar air pada saat mana tidak terjadi
penambahan penyusutan dari tanah yang bersangkutan dinamakan “shringkage limit atau batas
kerut”.
Alat yang diperlukan
1. Mangkok shringkage limit yang terbuat dari porselin atau dari monel dengan diameter 4,40 cm
(1,75 inchi) dan dengan ketinggian 1,25 cm(0,5 inchi).
2. Gelas kaca dengan diameter kira-kira 5,60 – 6,25 cm (2,25 – 2,50 inchi) dan dengan
ketinggian kira-kira 3,10 – 3,75 cm (1,25 – 1,50 inchi).
3. Kaca datar yang mempunyai tiga paku
4. Mangkok porselin
5. Pisau spatula
6. Botol plastik
7. Penggaris besi
8. Air raksa
9. Mangkok Peluberan
10. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram
Urutan Pelaksanaan Test
1. Ambil kira-kira 80 s/d 100 gram contoh tanah yang telah dikeringkan pada suhu ruangan
dan yang lolos lewat ayakan no.40 di dalam mangkok porselin.
2. Tambahkan air pada tanah tersebut dan campur hingga merata; air ditambahkan sedikit
demi sedikit sampai campuran tanah + air tersebut menjadi lunak seperti pasta. Perlu
diperhatikan disini bahwa kadar air dari pasta tersebut harus lebih tinggi dari batas cair
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
(LL) dari tanah yang bersangkutan untuk memastikan bahwa campuran tanah + air telah
benar-benar jenuh air.
3. Lapisan mangkok shringkage limit dengan veselin yang tipis sekali dan tentukan beratnya
(=W1).
4. Isi mangkok yang telah disiapkan pada langkah no.3 dengan tanah yang telah dicampur
dengan air (pada langkah no.2) kira-kira 1/3 volume mangkok. Getaran mangkok yang
telah diisi tanah dengan cara mengetuk-ngetuk mangkok tersebut pada suatu permukaan
yang keras (meja) secara perlahan-lahan agar tanah dapat mengisi secara merata sampai ke
pinggiran-pinggiran mangkok dan tidak ada gelembung-gelembung udara yang tertinggal
atau terjebak.
5. Ulangi langkah no.4 sampai mangkok tersebut penuh terisi tanah.
6. Ratakan permukaan tanah di dalam mangkok dengan penggaris besi sesuai dengan tinggi
mangkok. Bersihkan sisa-sisa tanah yang menempel disisi-sisi luar dari mangkok dengan
kertas.
7. Tentukan berat mangkok beserta tanah di dalamnya (W2)
8. Angin-anginkan tanah yang ditaruh di dalam mangkok tersebut selama kira-kira 6 jam
sampai warna dari tanah menjadi lebih mentah. Lalu taruh mangkok beserta tanahnya
didalam oven.
9. Tentukan berat mangkok + tanah kering yang sudah di oven (W3)
10. Keluarkan tanah yang telah di oven (pada langkah no.8) dari dalam mangkok.
11. Untuk menentukan volume dari mangkok shringkage limit, isi mangkok tersebut dengan
air raksa. (Dalam hal ini, mangkok sebaiknya diletakkan di dalam mangkok peluberan).
Ratakan permukaan air raksa di dalam mangkok dengan menggunakan kaca datar yang
mempunyai tiga paku, kelebihan air raksa akan tumpah ke dalam mangkok peluberan;
tentukan berat air raksa yang tertinggal di dalam mangkok shringkage limit (=W4).
12. Untuk menentukan volume tanah yang sudah disiapkan pada langkah no.10, isi gelas kaca
dengan air raksa sampai penuh (gelas kaca tersebut juga harus diletakkan didalam
mangkok peluberan). Dengan menggunakan kaca datar yang mempunyai tiga paku,
ratakan permukaan air raksa yang didalam gelas kaca dan kemudian bersihkan semua air
raksa yang tumpah ke dalam mangkok peluberan. Taruh tanah kering yang telah disiapkan
pada langkah no.10 ke dalam gelas kaca yang berisi air raksa, tanah kering tersebut akan
mengapung di atas air raksa. Dengan menggunakan kaca datar yang mempunyai tiga paku,
tekan tanah kering tersebut masuk ke dalam air raksa secara perlahan-lahan sampai tanah
benar-benar terendam di dalam air raksa (seperti pada gambar 2.6). kelebihan air raksa di
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
dalam gelas kaca yang mengalir keluar ditampung dalam mangkok peluberan. Tentukan
berat air raksa yang tertampung dalam mangkok peluberan (W5) untuk dipakai dalam
menentukan volume tanah yang di test.
Perhitungan
Kadar air mula-mula (wi) dari tanah waktu ditaruh di dalam mangkok shringkage limit :
Perubahan kadar air (%) dari tanah tersebut sampai tercapainya batas kerut ialah (lihat gambar
2.7) :
=
Sehingga,
Berat kerut = SL =
Dimana :
Vi = volume tanah basah
Vf = volume tanah kering setelah di oven
W1 = berat mangkok shringkage limit
W2 = W1 + tanah basah
W3 = W1 + tanah kering
W4 = berat air raksa yang mempunyai volume sama dengan volume mangkok shringkage
limit.
5 = berat air raksa yang mempunyai volume sama dengan volume tanah kering (Ve)
13,6 = Spesific gravity dari air raksa
Contoh perhitungan untuk menentukan harga shringkage limit (SL) diberikan dalam Tabel 2.3
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Gambar 2.6. Cara penentuan volume dari tanah yang ditest
Test analisa hidrometer diperlukan kalau 90 % atau lebih dari contoh yang ditest lolos ayakan no 200; atau untuk manentukan harga activity tanah (apabila dari cotoh tanah yang lolos ayakan no 200 kurang dari 90 %). Pada analisa hidrometer, contoh tanah yang ditest dilarutkan dalam air; dalam keadaandispersed butir-butir tanah akan turun mengendap dengan bebas ke dasar bejana. Kecepatan menngendap butir-butir tanah berbeda-beda tergantung dari ukuran-ukuran butir tanah tersebut. Butiran tanah yang terbesar akan mengendap lebih dahulu dengan kecepatan mengandap yang lebih besar.
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG
Gelas Silinder dan Alat ukur Hidrometer
Pada analisa hydrometer, contoh tanah yang akan ditest dilarutkan didalam air, dalam
keadaan “dispersed” butir-butir tanah akan turun mengendap dengan besar kedasar bejana.
Kecepatan mengendap dari butir-butir tanah berbeda-beda tergantung pada ukuran butir-butir
tanah tersebut. Butir tanah yang lebih besar akan mengendap lebih dahulu dengan kecepatan
mengendap lebih besar. Pada metode ini, butir-butir tanah dianggap berbentuk spheser (bulat),
dan teori yang digunakan untuk menentukan kecepatan turun (mengendap) dari butir-butir tanah
didalam air adalah didasarkan pada hokum Stoke yang persamaannya adalah sebagai berikut :
dimana :v = kecepatan turun butir-butir tanah (cm/detik)γs = berat volume butir-butir tanah (gram/cm3)γw = berat volume air (gram/cm3)η = viscosity / kekentalan air (gram/cm2)D = garis tengah butir-butir tanah
Kalau alat ukur didiamkan didalam larutan air + tanah dimana butiran-butiran tanahnya dalam keadaan dispersed (Gambar 3.3), alat ukur hydrometer akan mengukur specific garavity dari larutan tersebut sampai dengan keadaan kedalaman L; kedalaman Ldinamakan kedalaman efektif (effective depth). Pada saat t = t mr=enit dihitung dari saat test dimulai, butir-butir tanah yang akan mengendap diluardaerah pengukuran (yaitu diluar effective depth, L) akan mempunyai garis tengah yang bisa dihitung dangan perumusan sebagai berikut :