LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH I 2017

i


Dosen Pengasuh Mata Kuliah: 1. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST,MT. 2. Ir Suroso, Dipl.HE, M.Eng 3. Dr. Ir. As'ad Munawir MT 4. Dr. rer. nat. Ir. Arief Rachmansyah 5. Dr. Ir. Harimurti MT 6. Eko Andi , ST, MT,PHD

ii


TATA TERTIB PRAKTIKUM LABORATORIUM MEKANIKA TANAH JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Tata Tertib Praktikum Mekanika Tanah 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Berpakaian rapi dan bersepatu Dilarang merokok di dalam Laboratorium Dilarang makan dan minum selama kegiatan di laboratorium Praktikan bertanggung jawab atas alat-alat yang digunakannya Praktikan bertanggung jawab atas kebersihan laboratorium Praktikan dilarang meninggalkan kegiatan praktikum tanpa izin

iii


MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Revisi

: ke. 8

Tanggal

: Maret 2017

Disetujui Oleh

: Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi

Tanggal: Disahkan oleh:

PLP. Laboratorium


KKDK. Geoteknik


Kepala Laboratorium

iv


KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah senantiasa Kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rakhmat dan hidayah-Nyalah hingga kami dapat menyelesaikan penyusunan “Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah dan Geoteknik” ini tepat pada waktunya. Kami menyadari dalam penyusunan Buku Panduan ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan, namun kami senantiasa berharap semoga apa yang telah kami susun ini tetap mampu menjadi bahan referensi dan acuan dalam pelaksaan praktikum maupun penelitian yang berkaitan dengan Mekanika Tanah dan Geologi Teknik. Melalui lembaran ini, tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada : 1.

Bapak Ir. Sugeng P. Budio, MS., selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 2. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST., MT., selaku KKDK Geoteknik 3. Ir. Suroso, Dipl.HE, M.Eng. 4. Dr. Ir. As’ad Munawir, MT. 5. Dr. Ir. Harimurti, MT. 6. Dr. rer. nat. Ir. Arief Rachmansyah selaku dosen Geoteknik 7. Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi 8. Ketut Sugiharto, ST., MT., selaku PLP (Laboratorium Mekanika Tanah ) 9. Asisten Laboratorium Mekanika Tanah 10. Semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya Buku Pedoman Pelaksanaan Praktikum Mekanika Tanah.

Semoga apa yang telah, sedang dan akan kita lakukan senantiasa mendapat rakhmat dan petunjuk dariNya. Amin.Terima Kasih.

Malang, Maret 2018 Ka. Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi

Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D. v


Daftar Isi Kata Pengantar .................................................................................................. Daftar Isi ............................................................................................................

v vi

PRAKTIKUM GEOLOGI Pengenalan Mineral ....................... …………………………………………… Pengenalan Batuan Beku ................................................................................... Pengenalan Batuan Sedimen ............................................................................. Pengenalan Batuan Metamorf ........................................................................... Profil Tanah ........................................................................................................

3 13 19 30 35

PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH Hand Boring ~ Soil Sampling ... ……………………………………………… Water Content ………………………………………………………………… Density Test Dengan Drive Cylinder Methode ....... ………………………… Spesific Gravity .. ……………………………………………………………… Mechanical Grain Size .. ……………………………………………………… Hydrometer ........................................................................................................ Batas – Batas Atterberg Plastic Limit ............................................................................................... Liquid Limit ....... ………………………………………………………… Shrinkage Limit …………………………………………………….......... Unconfined (Kuat Tekan Bebas) ...... ………………………………………… Direct Shear ........................................................................................................ Triaxial Compression Test UU . ……………………………………………… Permiabilitas Constant Head ............................................................................................. Falling Head ............ ………………………………………………………

37 41 47 52 57 60 77 82 87 92 98 102 109 114

vi


Percobaan Hand Boring Soil Sampling

Gambar 3. Percobaan pengambilan sampel menggunakan Hand Boring

37


Percobaan Hand Boring Soil Sampling a. Tujuan Percobaan Untuk mendapatkan gambaran tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan visual dan plastisitas dari gesekan dengan tangan. Pengambilan contoh tanah untuk penyelidikan yang lebih teliti mengenai sifat-sifat lapisan tanah ini tidak mengalami perubahan yang berarti dalam struktur, kadar air maupun susunan kimianya. b. Alat Dan Bahan  Mata bor (Auger)  Stang bor atau pipa bor (Rods)  Pengunci tabung sample (Stick Aparat)  Alat pemutar (Handle)  Kunci pipa  Kop pemukul  Tabung sampel, berupa tabung silinder yang panjangnya 30, 40, dan 50 cm  Ujungnya dari silinder berulis sedang yang lainnya meruncing c. Langkah Percobaan  Pasang mata bor pada stang bor dan Handle bor pada bagian atas. Kemudian pasang pula batang pemutar pada handle bor.  Pemboran dilakukan dengan keadaan batang bor harus selalu tegak lurus dengan permukaan tanah dan dilakukan dengan arah putaran searah jarum jam.  Pada batang Handle bor dapat dilakukan penambahan beban (orang) agar mata bor mudah melakukan penetrasi kedalam tanah.  Pengambilan sample dilakukan setiap kedalaman 20cm mulai dari tanah permukaan, dengan cara mencabut bor tangan, apabila bor sukar untuk dicabut, bor dapat diputar sambil diangkat tetap searah jarum jam, atau digali langsung tanah sekitarnya. Sample tanah dapat langsung dianalisa di tempat. Lakukan terus pengeboran dan pengambilan sample sampai kedalaman yang diperlukan. d. Teori Praktikum  Dalam beberapa hal sering digunakan tripot (kaki tiga) dengan katrol dan tali yang dipakai untuk mencabut kembali stang-stang augernya dari lubang bor  Bor tangan hanya dapat dilakukan dalam bahan-bahan yang cukup lunak terutama dalam lempung (Soft Clay)  Adalah tidak mungkin untuk melakukan pemboran tangan dalam batuan lunak (Soft Rock) atau dalam kerikil padat. Casing tidak bisa dipakai dalam pemboran tangan, tapi dapat juga kalau dipandang perlu. Misalnya untuk pemboran dalam bahan-bahan yang amat lunak atau bahan-bahan yang lepas, yang akan mengalami keruntuhan bila tidak menggunakan casing, juga apabila muka air tanah (Water Level) ditempat tersebut amat tinggi. 38


e. Macam – Macam Alat Bor Tangan

Gb. IWAN BESAR

SPIRAL

Gb. IWAN KECIL

HELICAL

39


Pengambilan Contoh Tanah Asli

TABUNG

PENGAMBILAN CONTOH TANAH ASLI

Gambar 4. Pengambilan contoh tanah

40


I. Format Tabel Praktikum Hand Boring Lokasi : ……………………… Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ………………………

Kedalaman Kolom Tanah (m)

Deskripsi Warna

Plastisitas

Tekstur

Jenis Tanah

0,2

0,4

0,6

0,8

1

41


Flowchart Percobaan Hand Boring Soil Sampling Buat lubang dengan memutar mata bor sampai pada kedalam yang diperlukan. Mata bor dicabut, tanah dikeluarkan untuk dideskripsikan dan diklasifikasikan secara manual

Ulangi pemboran sampai tercapai kedalaman maksimum yang dikehendaki

Casing diperlukan pada tanah yang tidak stabil, dimana lubang bor tidak dapat terbuka pada pemboran di bawah permukaan air. Diameter casing harus lebih besar daripada diameter luar mata bor yang dipakai

Jika menggunakan casing, maka casing harus dimasukkan pada kedalaman tertentu, dengan tidak melebihi kedalaman sampel yang diambil

Ambil contoh tanah dengan menggunakan Shelby tube samplers (tabung) dengan diameter 6.85 cm dengan jalan ditekan atau ditumbuk

Tabung kemudian diberi label yang mencantumkan lokasi, nomor boring, kedalaman dan sebagainya

Tabung yang sudah terisi penuh dikeluarkan, pada kedua ujung tabung ini ditutup dengan paraffin untuk menjaga kelembaban tidak berubah

42


Percobaan Water Content

Gambar 5. Pengambilan sampel uji water content

43


Percobaan Water Content a. Tujuan Percobaan

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui kadar air tanah, dimana kadar air adalah perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat tanah tersebut dalam persen. b. Alat Dan Bahan

 Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (100 ± 5)ºC  Cawan kedap udara dan tidak berkarat, dengan ukuran cukup. Cawan dapat terbuat dari logam, gelas atau alumunium  Neraca dengan ketelitian 0,001gram

Gambar 6. Timbangan Digital

Gambar 7. Oven Listrik

44


Langkah Kerja  Sampel tanah ditempatkan pada cawan yang bersih yang telah diketahui beratnya kemudian diukur berapa penambahan berat setelah ditambahkan partikel sampel tanah  Sampel tanah kemudian dimasukkan ke dalam oven selama ± 6 jam sampai keadaan sampel mencapai berat konstan  Setelah ± 6 jam dikeluarkan dari oven, ditimbang dan beratnya dicatat d. Perhitungan

Kadar air yang dapat dihitung sebagai berikut : Berat cawan + tanah ............................... W2 gram Berat cawan + tanah kering .................... W3 gram Berat cawan kosong ................................ W1 gram Berat air .................................................. Wa = (W2 – W3) gram Berat bahan kering .................................. Wt = (W3 – W1) gram Kadar air ................................................. w = (W2 – W3)/(W3 – W1) x 100% e. Dasar Teori

Istilah yang umum dipakai untuk hubungan berat adalah kadar air (water content). Dimana kadar air adalah perbandingan antara berat air dan butiran padat dari volume tanah yang diselidiki.

f.

Form Tabel Data Percobaan Water Content Lokasi : ……………………… Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ………………………

1 2 3 4 5

No. Cawan Berat Cawan (W1) Berat Cawan + Tanah Basah (W2) Berat Cawan + Tanah Kering (W3) Berat Air ( Wa) Berat Tanah Kering (Wt)

Satuan (gram) (gram) (gram) (gram) (gram)

6 Kadar Air (w)

%

7 Rata-Rata Kadar Air

%

Rumus

1

2

3

(W2 - W3) (W3 - W1) Wa ( ) Wt

45


Flowchart Percobaan Water Content Benda uji yang mewakili tanah yang diperiksa ditempatkan di dalam cawan yang bersih, kering, dan diketahui beratnya

Cawan dan isinya kemudian ditimbang dan beratnya dicatat

Tutup cawan dibuka dan cawan ditempatkan di oven atau pengering lainnya paling sedikit 4 jam (untuk oven) atau sampai berat konstan

Cawan ditutup kemudian didinginkan

Setelah dingin ditimbang dan beratnya dicatat

46


Percobaan Density Test Dengan Drive Cylinder Methode a. Tujuan Percobaan Untuk menentukan Density tanah di lapangan dengan cara Drive Cylinder untuk tanah yang relatif Undisturbed dengan cara memasukkan Cylinder baja tipis ke dalam tanah melalui Driving Head khusus.  Untuk test di permukaan tanah (kedalaman yang dangkal), kurang dari 1 meter  Untuk test yang kedalamannya lebih besar Metode ini tidak dimaksudkan untuk sampel-sample tanah yang sangat keras, yang tidak dapat ditusuk dengan Cylinder baja dan tidak untuk tanah-tanah yang memiliki tingkat plastisitas rendah yang tidak bisa diambil dengan Cylinder. Metode ini dilakukan di lapangan pada lubang-lubang bor atau test pit (galian) pada kedalaman-kedalaman tertentu yang diinginkan. b. Alat Dan Bahan

Gambar 8. Drive cylinder

Gambar 9. Oven Listrik

Alat-alat yang digunakan dalam pengambilan sample di lapangan adalah :  Drive cylinder , diameter ± 2 – 2,5 (50 – 140 mm) Ada dua jenis cylinder , yaitu :  Cylinder yang diberi nomer-nomer yang berbeda dan dengan cepat dapat mudah diketahui sebelum ditimbang Ø3" Z.½” - 3"

0.2"



Cylinder yang memakai drat digunakan untuk kedalaman yang lebih dari 1 meter Ø3" ½” Drat

ØZ.7/8"

47


Menurut Hvorslev untuk Drive Cylinder harus memiliki harga area ratio sekitar 10 – 15 %, yang dihitung dengan persamaan : De  Di 2

A.R =

Di

2

2

x100

Keterangan : A.R : Area ratio (%) De : Diameter luar maksimum dari drive cylinder Di : Diameter dalam maksimum dari drive cylinder  Drive Head Untuk kedalaman kurang dari 1 meter Sliting Weight untuk menusukkan ke dalam tanah lebih dari 1 meter, digunakan Hummer dengan Extension Drive Rood untuk memasukkan Cylinder ke dalam tanah.  Straightedge Terbuat dari baja dengan satu sisi tajam untuk memotong ujung sample pada permukaan Cylinder.  Shovel Seperti sekop, untuk menggali cylinder keluar setelah ditusukkan pada kedalaman yang dangkal.  Anker tipe Iwan atau tipe Auger lainnya untuk membuat lubang sampai kedalaman yang akan ditusuk dengan Cylinder.  Neraca kapasitas 1 kg dengan ketelitian 1.0 gram dan kapasitas 500 gram dengan ketelitian 0.10 gram.  Alat pengering (Dry Oven)  Alat-alat bantu lainnya : sikat, katrol untuk Hummer, kaleng dengan tutupnya untuk kadar air test dan sebuah sendok besar. c. Langkah Kerja  Timbang dan ukur volume Cylinder Sebelum test dimulai, tentukan dulu berat masing-masing Cylinder sampai ketelitian 1 gram, dan volume Cylinder dengan ketelitian 0,01 inchi (0,254).  Untuk kedalaman test kurang dari 1 meter  Bersihkan semua partikel yang melekat pada tanah yang akan ditest  Buat lubang bor atau galian dengan skop pada tanah yang akan dijadikan sampel  Ukur kedalaman permukaan tanah yang akan dites  Pasang Drive Rod pada Cylinder 48


 Cylinder ditekan dengan menginjak Drop Hummer  Buka Drive Head, gali Cylinder dengan sekop  Bersihkan kotoran yang melekat pada sampel, usahakan tanah tidak mengalami guncangan atau hal-hal lain yang mengakibatkan kondisi tanah menjadi terganggu  Timbang sampel dan Cylinder, keluarkan sampel dari dalam Cylinder, ambil ± 100 gram dari tengah-tengah sampel untuk tes kadar air  Untuk pengambilan sampel pada kedalaman lebih dari 1 meter  Buat lubang bor sampai pada lapisan yang akan dites  Bersihkan dasar lubang bor dari material yang jatuh dari mata bor dengan alat pembersih  Sambungan Cylinder dengan Drive Head, masukkan Cylinder ke dalam lubang bor, tumbukkan Hummer pada Cylinder melalui Drive Head  Hati-hati menumbuk agar tanah tidak tertekan  Sampel dipisahkan dari dasarnya dengan menggerakkan Rod dan Cylinder  Buka Drive Head, gali Cylinder dengan sekop  Bersihkan kotoran yang melekat pada sampel, usahakan tanah tidak mengalami guncangan atau hal-hal lain yang mengakibatkan kondisi tanah menjadi terganggu  Timbang sampel dan Cylinder, keluarkan sampel dari dalam Cylinder, ambil ± 100 gram dari tengah-tengah sampel untuk tes kadar air d. Perhitungan Perhitungan Kadar Air tanah :

Dimana : W1 = Berat container + tanah basah W2 = Berat container + tanah kering W3 = Berat container w = Kadar air Perhitungan Berat Isi tanah :

49


Perhitungan Dry Unit Weight : d = Dimana : m = Berat isi tanah basah d = Berat isi tanah kering

e. Form Tabel Data Percobaan Berat Isi, Isi Pori, Derajat Kejenuhan Lokasi : ……………………… Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… No.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Keterangan Tinggi Ring Diameter Ring (Tabung) Berat Ring Berat Ring + Tanah Basah Berat Tanah Basah (2)- (1) Volume Tanah (Volume Ring) Berat Isi Tanah (3) / (4) Berat Ring + Tanah Kering Berat Tanah Kering (6) - (1) Berat Air (3)- (7) Kadar Air (8) / (7) X 100% γd (7) / (4) Spesific Gravity (Gs) Volume Tanah Kering (7) / (Gs) Isi Pori (4) - (12) Derajat Kejenuhan Sr = (8) /(13) X 100 % Porositas (13) / (4) X 100 %

Satuan cm cm gr gr gr cm³ gr/cm³ gr gr gr % gr/cm³

1

2

3

cm³ % %

50


Flowchart Percobaan Density Test (Drive Clynder Method) Pengambilan Sampel Di Lapangan

Penimbangan Berat Sampel + Ring (Berat Tanah basah)

Sampel di oven Selama 24 Jam

Penimbangan Sampel + Ring (Berat Tanah Kering)

Catat Hasil Pengamatan

51


Percobaan Specific Gravity (GS) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan Spesific Grafity yang mempunyai butiran lewat saringan No. 4 dengan menggunakan picnometer. Spesific Grafity adalah perbandingan antara berat butir tanah dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. b. Alat Dan Bahan Adapun alat-alat yang digunakan dalam pemeriksaan berat jenis butiran tanah adalah :  Picnometer dengan kapasitas minimum 100 ml atau 50 ml  Neraca dengan ketelitian 0,01 gram  Thermometer ukuran 0º - 100º C dengan ketelitian pembacaan 1ºC  Saringan no. 80, no. 100 dan no. 200  Botol dan air suling  Kompor listrik

Gambar 10. Saringan

Gambar 11. Picnometer

C. Langkah Kerja Benda Uji Yang Dipersiapkan :  Tanah yang tertahan saringan no, 80, no. 100, dan no. 200.  Benda uji dalam keadaan kering oven dan diambil 20 gram untuk botol ukuran 50 gram untuk picnometer Kalibrasi Labu Ukur :  Menimbang labu ukur dengan ketelitian 0,01 gram  Labu diisi dengan air sampai 2/3 bagian kemudian dididihkan  Ketika air dalam labu mendidih, tambahkan air dingin sampai labu terisi penuh kemudian diangkat  Timbang labu dengan ketelitian 0,01 gram  Ukur suhu dengan thermometer suhu  Ulangi langkah-langkah di atas sampai suhu mencapai 300C  Kemudian dari data yang ada dibuat grafik kalibrasi labu ukur 52


Pengukuran Berat Jenis :  Siapkan labu yang sudah dikalibrasi.  Siapkan sampel tanah kering 20 gram lolos saringan no, 80, no. 100, dan no. 200.  Masukkan sampel tanah ke dalam labu ukur dan tambahkan air sampai 2/3 bagian dan dididihkan tanpa tutup.  Setelah mendidih, angkat picnometer.  Tambahkan air sampai penuh kemudian ditimbang.  Ukur suhu labu tersebut dengan menggunakan thermometer suhu.  Ulangi langkah di atas sampai suhu di thermometer suhu mencapai 300C d. Perhitungan Perhitungan Spesific Gravity Tanah :

Gs = Keterangan : Gs = specific gravity Ws = berat tanah kering (gram) W1 = berat labu + air + tanah (gram) W2 = berat labu + air (gram) e. Teori Specific Gravity Harga berat specific butiran tanah (bagian padat) sering dibutuhkan dalam bermacam-macam keperluan perhitungan dalam mekanika tanah. Harga-harga tersebut dapat ditentukan dengan akurat di laboratorium. Sebagian besar mineral yang menjadi penyusun tanah berkisar antara 2,6 dan 2,9 . Berat spesifik dari bagian padat tanah pasir yang berwarna terang , umumnya sebagian besar terdiri dari quartz, dapat diperkirakan sebesar 2,65 . Untuk tanah berlempung atau berlanau, harga tersebut berkisar antara 2,6 – 2,9.

t

= Gs x w

Keterangan : t = berat isi / berat satuan (unit weight) tanah w = berat isi / berat satuan (unit weight) air

53


f. Form Data Percobaan Spesific Gravity Lokasi : ……………………… Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… a. Tabel kalibrasi labu ukur (picnometer) No. Pemeriksaan

1

2

3

4

5

6

8

7

Temperatur (οC) Berat labu ukur + air (gram)

b. Tabel data percobaan Spesific Gravity No.

1 Berat labu ukur + air + tanah (gram)

Temp. (◦C)


b. Tabel perhitungan Spesific Gravity Labu Ukur

Temp. (◦C)

Satuan

Berat Tanah Kering (Ws)

(gram)

Berat Labu Ukur + Air + Tanah (W1) Suhu (ºC) Berat Labu Ukur + Air (W2) Spesific Gravity (Gs) Rata- Rata Gs

(gram) (ºc) (gram)


1

2

Temp. (◦C)

3

54


Flowchart Percobaan Kalibrasi Alat Specific Gravity Timbang labu ukur kap 100 ml + tutup dengan ketelitian 0.01 gram

Isi air 2/3 bagian kemudian didihkan.

Setelah mendidih tambahkan air sampai penuh terus diangkat

Tambahkan air sampai penuh terus di tutup dan bersihkan yang menempel di labu tersebut

Timbang labu dengan ketelitian 0.01 gram

Ukur labu tersebut dengan menggunakan termometer suhu.

Ulangi dua langka diatas beberapa kali sampai mendapat suhu terendah

55


Flowchart Percobaan Specific Gravity Siapkan labu yang sudah dikalibrasi

Siapkan sampel tanah kering 15 – 20 gram lolos saringan no. 9 / no. 10

Masukan sampel ke dalam labu ukur tambahkan air sampai setengah bagian dan didihkan

Setelah mendidih tambahkan air pelan-pelan kemudian angkat (perhatian saat mendidih, tutup jangan di pasang)

Tambahkan air sampai penuh, tutup kemnudian timbang

Ukur suhu labu tersebut dengan menggunakan termometer suhu

Ulangi dua langka di atas paad suhu termometer suhu di intervalkan kalibrasi labu ukur

56


Percobaan Analisa Ayakan (Mechanical Grain Size) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan pembagian butir (gradasi) agregat halus dan agregat kasar dengan menggunakan saringan. b. Alat Dan Bahan Adapun alat yang digunakan dalam analisis butiran dengan metode mekanis adalah :  Timbangan neraca dengan ketelitian 0,2 % dari berat benda uji  Satu set saringan (standar ASTM)  Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5)ºC  Alat pemisah contoh tanah  Kuas, sendok, dan alat-alat lainnya

Gambar 10. Saringan

Gambar 11. Picnometer

c. Langkah Kerja  Benda uji yang berupa campuran butiran tanah kasar dan halus dimasukkan dalam oven dengan suhu tertentu  Benda uji dikeringkan di dalam oven dengan suhu (110 ± 5)°C sampai berat tetap  Saringan disusun dengan ukuran saringan paling besar ditempatkan paling atas  Hitung prosentase berat benda uji yang tertahan di atas masing – masing saringan terhadap berat total benda uji. d. Perhitungan % Komulatif Tertahan % Komulatif Lolos Saringan

= = 100% - % Komulatif Jumlah Tertahan

57


e. Teori Analisa Mekanis Tanah Analisa mekanis tanah adalah penentuan variasi ukuran partikel-partikel yang ada pada tanah. Variasi tersebut dinyatakan dalam presentase dari berat kering total . Analisa ayakan adalah mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan dimana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Untuk standard ayakan amerika serikat, nomor ayakan dan lubang diberikan pada tabel dibawah ini Ayakan no. 4 6 8 10 16 20 30 40 50

Diameter (mm) 4,750 3,350 2,360 2,000 1,180 0,850 0,600 0,425 0,300

Ayakan no. 60 80 100 140 170 200 270

Diameter (mm) 0,25 0,18 0,15 0,106 0,088 0,075 0,053 Pan

f. Form Data Percobaan Sieve Analysis (Analisa Ayakan) Lokasi : ................................................ Tanggal Praktikum : ................................................ Kelompok : ................................................. Asisten : ..................................................

saringan diameter No (mm) 4,75 4 2,0 10 0,84 20 0,42 40 0,30 50 0.18 80 0,15 100 0,075 200 Pan

berat tertahan saringan

jumlah berat tertahan

(gram)

(gram)

% komulatif berat tertahan

% komulatif berat lolos saringan

*Contoh grafik di percobaan Hydrometer

58


Flowchart Percobaan Analisa Ayakan (Mechanical Grain Size) Benda uji berupa butiran tanah kasar dan halus dimasukan dalam oven dengan suhu tertentu

Benda uji di kering dalam oven dengan suhu (110 ± 5)oC sampai berat tetap

Saringan disusun dengan ukuran saringan paling besar ditemptkan paling atas

Timbang berat tanah yang tertinggal dalam saringan dan catat dalam tabel

Hitung prosentase komulatif sampel yang tertahan dalam masing-masing saringan terhadap total sampel

59


Percobaan Hydrometer

Gambar 12. Percobaan Hydrometer

60


Percobaan Hydrometer a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui pembagian butir (gradasi) agregat halus dan agregat kasar dengan menggunakan metode Hydrometer b. Alat Dan Bahan Adapun alat yang digunakan dalam percobaan analisa butiran dengan menggunakan metode Hydrometer adalah : a. Hydrometer dengan skala konsentrasi ( 5 – 60 gram per liter) b. Tabung-tabung gelas ukuran kapasitas 1000 ml. Dengan diameter ± 6,5 cm c. Thermometer 0 – 50º C dengan ketelitian 0,1º C d. Pengaduk mekanis dan mangkuk Disperse (Mechanical Stirrer) e. Saringan-saringan standar ASTM f. Neraca dengan ketelitian 0,01 gram g. Oven yang dilengkapi dengan pengaturan suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5)º C h. Tabung-tabung ukuran 50 ml dan 100 ml i. Batang pengaduk dari gelas j. Stopwatch

Gambar 13. Mixer listrik

c. Langkah Kerja  Sampel tanah ditumbuk, kemudian diayak hingga lolos saringan no.200, sample yang lolos saringan no.200 diambil sebanyak 50 gram kemudian dicampur dengan 100 ml larutan NaOH 10% kemudian didiamkan selama 24 jam.  Setelah direndam selama 24 jam, campuran ditambah larutan H2O2 3% kemudian dimixer selama 15 menit.  Sambil menunggu larutan di mixer , dilakukan koreksi pembacaan Hydrometer, yaitu Koreksi Meniscus dan Zero Correction, dengan cara : 61


-

      

Isi tabung gelas dengan air suling sebanyak 1000 ml Masukkan hydrometer dalam tabung gelas tersebut lalu dilakukan pembacaan pada ujung permukaan air yang menempel pada permukaan hydrometer - Pembacaan tersebut dinamakan Zero Correction, dengan ketentuan bila di atas angka 0 (nol) berharga negatif dan bila di bawah angka 0 (nol) berharga positif - Koreksi Meniscus diperoleh dengan cara pembacaan permukaan air yang mendatar dikurangi Zero Correction Setelah di mixer larutan dicampur air sampai 1000 ml dan masukkan dalam tabung gelas Tutup rapat-rapat mulut tabung dengan telapak tangan dan kocoklah dengan mendatar sampai tercampur Setelah dikocok letakkan tabung gelas ditempat yang datar kemudian masukkan Hydrometer Biarkan Hydrometer terapung bebas dan tekanlah stopwatch Catatlah angka skala pada Hydrometer pada rentang waktu ½, 1, dan 2 menit dan ukur suhunya Sesudah pembacaan di menit kedua, angkatlah Hydrometer dan cuci dengan menggunakan air kemudian kocok kembali larutan dalam tabung Masukkan kembali Hydrometer dengan hati-hati ke dalam tabung dan lakukan pembacaan pada saat 15, 30, 60, 120 dan 1440 menit.

d. Teori Hydrometer Analisa hydrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi (pengendapan) butir-butir tanah dalam air . Bila suatu contoh tanah dilarutkan dalam air, partikelpartikel tanah akan mengendap dengan kecepatan yang berbeda-beda tergantung pada bentuk, ukuran, dan beratnya. Di dalam laboratorium, pengujian hydrometer dilakukan dalam silinder pengendap yang terbuat dari gelas dan memakai 50 gram contoh tanah yang kering oven dan lolos ayakan 200. Kemudian dicampurkan dengan larutan pendispersi (pengendap)sesuai dengan kepekatan yang ada. e. Perhitungan  Perhitungan analisa saringan dapat dilakukan seperti dalam cara pemeriksaan analisa saringan agregat halus dan kasar  Dari pembacaan Rh tentukan diameter dengan menggunakan nomogram terlampir. Untuk ini nilai pembacaan Th harus dituliskan disamping skala Rh pada nomogram terlampir  Hitung diameter prosen dari berat butiran yang lebih kecil dari diameter (D) dari rumus-rumus berikut :  Untuk hidrometer dengan pembacaan 5 – 10 gram/liter P = 62




Untuk Hydrometer dengan pembacaan berat jenis 0.995 – 1.038 P = K = a =

Koreksi Suhu Faktor Kalibrasi

 Rumus-rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Rc = Ra – Zc + Ct Dimana : Rc

= Bacaan hidrometer terkoreksi.

Ra

= Bacaan hidrometer saat pengujian.

Zc

= Koreksi terhadap nol hidrometer.

Ct

= Koreksi terhadap temperatur (lihat tabel 2).

Rc.a  100% Ws

2. % lolos =

Dimana : Rc

= Bacaan hidrometer terkoreksi.

a

= Koreksi terhadap Gs (lihat tabel 1).

Ws

= Berat benda uji kering.

3. R = Ra + 1 Dimana : R

= Bacaan hidrometer hanya terkoreksi oleh meniskus.

Ra = Bacaan hidrometer saat pengujian 4. v 

L t

dimana : L = Jarak yang ditempuh butiran (lihat tabel 4). v = Kecepatan butiran mengendap. t = Waktu pengamatan. 5. D 

L xK t

Dimana : D = diameter butiran. K = Besaran yang tergantung pada kekentalan air dan Gs (lihat tabel 3). L = Jarak yang ditempuh butiran. t = Waktu pengamatan.

63


Tabel 1

Tabel 2

Koreksi ( a ) terhadap berat jenis ( Gs ) Berat jenis tanah (Gs) 2.85 2.8 2.75 2.7 2.65 2.6 2.55 2.5

Faktor koreksi (a) 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00 1.01 1.02 1.04

Koreksi ( Ct ) terhadap temperatur Temperatur ( °C ) 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Ct -1.10 -0.90 -0.70 -0.50 -0.30 0.00 0.20 0.40 0.70 1.00 1.30 1.65 2.00 2.50 3.05 3.80

Tabel 3 Nilai K pada persamaan D  Temp °C 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

2.50 0.0151 0.0149 0.0148 0.0145 0.0143 0.0141 0.0140 0.0138 0.0137 0.0135 0.0133 0.0132 0.0130 0.0129 0.0128

2.55 0.0148 0.0146 0.0144 0.0143 0.0141 0.0139 0.0137 0.0136 0.0134 0.0133 0.0131 0.0130 0.0128 0.0127 0.0126

L xK t Berat Jenis Tanah ( Gs ) 2.60 2.65 2.70 2.75 0.0146 0.0144 0.0141 0.0139 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0140 0.0138 0.1360 0.0134 0.0139 0.0137 0.0134 0.1330 0.0137 0.0135 0.0133 0.1310 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0134 0.1320 0.0130 0.0128 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 .0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0129 0.0127 0.0125 0.0124 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0126 0.0124 0.0123 0.0121 0.0125 0.0123 0.0121 0.0120 0.0124 0.0122 0.0120 0.118

2.80 0.0137 0.0136 0.0134 0.0132 0.0132 0.0129 0.0128 0.0126 0.0125 0.0123 0.0122 0.0120 0.0119 0.0118 0.017

2.85 0.0138 0.0134 0.0132 0.0131 0.0129 0.0127 0.0126 0.0124 0.0123 0.0122 0.0120 0.0119 0.0117 0.0116 0.0115

64


Tabel 4 Nilai L ( Effective Depth ) untuk Hydrometer tipe 152H Bacaan Effective Bacaan Effective hydrometer Depth hydrometer Depth terkoreksi terkoreksi oleh oleh Menikus Menikus (R) (L) (R) (L) 0 16.3 21 12.9 1 16.1 22 12.7 2 16.0 23 12.5 3 158 24 12.4 4 15.6 25 12.2 5 15.5 26 12.0 6 15.3 27 11.9 7 15.2 28 11.7 8 15.0 29 11.5 9 14.8 30 11.4 10 14.7 31 11.2 11 14.5 32 11.1 12 14.3 33 10.9 13 14.2 34 10.7 14 14.0 35 10.5 15 13.8 36 10.4 16 13.7 37 10.2 17 13.5 38 10.1 18 13.3 39 9.9 19 13.2 40 9.7 20 13.0 41 9.6 f.

Bacaan Effective hydrometer Depth terkoreksi oleh Menikus (R) (L) 42 9.4 43 9.2 44 9.1 45 8.9 46 8.8 47 8.6 48 8.4 49 8.3 50 8.1 51 7.9 52 7.8 53 7.4 54 7.3 55 7.1 56 7.0 57 6.8 58 6.6 59 6.5

Form Data Percobaan Kalibrasi Hydrometer

Gambar : Dimensi dan istilah-istilah Hydrometer

65


Diameter tabung (Jar) D Luas penampang tabung (A) Volume air sebelum penambahan Hydrometer (V1) Volume air setelah penambahan Hydrometer (V2) Volume Hydrometer (Vh = V2 + V1) Kenaikan permukaan air akibat penambahan Hyd.

= ............ cm = ............ cm2 = ............ cm3 = ............ cm3 = ............ cm3 = ............ cm

L (Zr) = = L2

=

= Kedalaman efektif Hydrometer Li – L/2 (H + H1 + Δh ) - √H/2aj = Panjang kepala Hydrometer

Rh

Li

H1

L/2

cm

cm

cm

Vh/2aj

cm R

1000(RhxK-1)

L(Zr) (Li-L/2) cm

g. Form Data Percobaan Hydrometer Lokasi Tanggal Praktikum Kelompok Asisten

: : : :

.................................................... .................................................... .................................................... ....................................................

Data Analisa Ayakan : saringan diameter (mm)

No

4,75

4

2

10

0,84

20

0,42

40

0,30

60

0,15

100

0,075

200

tertahan saringan

jumlah tertahan

(gram)

(gram)

% komulatif tertahan

% komulatif lolos saringan

Pan

66


Data pengujian Hydrometer : Tipe Hidrometer GS tanah Berat sampel Waktu (t) (menit) 0 0.5 1 2 15 30 60 120 1440

: ................. : ................. : .................

Temperatur

°C

Bacaan Bacaan Prosentase Hidrometer Terkoreksi Lolos (Ra) (Rc) (%)

Koreksil nol Hydrometer Koreksi Meniskus

Terkoreksi menikus (R)

Effektive Depth (L)

V = L/t

: ................. : .................

Nilai K

Diameter Butiran (D) (mm)

Catatan : *Merupakan prosentasi komulatif lolos terhadap seluruh sampel merupakan “Prosentase (%) lolos pada analisa Hydrometer dikalikan prosentase (%) lolos saringan No. 200 pada analisa saringan”.

74


h. Grafik Data Percobaan Hydrometer

Keterangan : Grafik analisa Hydrometer ini merupakan gabungan analisa ayakan dan analisa Hydrometer.

75


Flowchart Percobaan Hydrometer Tanah sisa saringan disaring dengan saringan No. 200

Ambil hasil saringan 50 gram lalu larutkan dalam sodium silikat selama 24 jam

Aduk dengan mixer sampai butiran merata

Kocok larutan dengan tangan lalu bolak balik hingga larutan dianggap cukup homogen

Diamkan larutan, pada saat tertentu baca hydrometer dan termometer

76


Percobaan Plastic Limit

Gambar 13. Percobaan plastik limit

77


Percobaan Batas Plastis (Plastic Limit) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas plastis. Batas plastis adalah kadar air minimum dimana suatu tanah masih dalam keadaan plastis. b. Alat Dan Bahan Adapun alat yang digunakan dalam pemeriksaan Plastic Limit adalah :  Plat kaca 45 x 45 x 0,9 cm  Sendok dempul panjang 12,5 cm  Neraca dengan ketelitian 0,01 gram  Cawan untuk menentukan kadar air  Botol tempat air  Air  Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110 ± 5)º C

Gambar 14. Alat uji plastic limit

78


c. Langkah Kerja  Letakkan 100 gram benda uji yang sudah dipersiapkan di dalam sebuah wadah  Aduklah benda uji tersebut sambil menambahkan air sedikit demi sedikit sampai kadar air merata  Setelah contoh menjadi campuran yang rata, buat bola-bola tanah dari benda uji itu seberat 8 gram, kemudian bola-bola tanah itu di giling-giling di atas plat kaca. Penggilingan dilakukan dengan telapak tangan sampai membentuk batang dengan diameter ± 3 mm.  Jika pada saat penggilingan ternyata sebelum benda uji mencapai diameter ± 3 mm sudah retak, maka benda uji disatukan kembali, kemudian ditambah sedikit air dan diaduk sampai merata. Setelah itu, buat bola-bola lagi dan lakukan kembali penggilingan hingga mencapai diameter ± 3 mm.  Jika ternyata penggilingan bola-bola itu bisa mencapai diameter lebih dari 3 mm tanpa menunjukkan retakan-retakan, maka contoh tanah perlu dibiarkan beberapa menit di udara agar kadar airnya berkurang sedikit.  Pengadukan dan penggilingan diulangi terus sampai retakan-retakan itu terjadi tepat pada saat pilinan mempunyai diameter ± 3 mm. d. Perhitungan Menentukan kadar air rata-rata (WC) sebagai harga batas plastis: Kadar air pada batas plastis (plastic limit water content): Berat air = (berat cawan+ tanah basah) – (berat cawan + tanah kering) Berat tanah kering = (berat cawan + tanah kering) – berat cawan Perhitungan Kadar Air = wp = e. Teori Plastic Limit Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air, dinyatakan dalam persen, dimana tanah apabila digulung sampai dengan diameter 1/8” (3,2 mm) menjadi retak-retak. Batas plastis merupakn batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah.

79


f. Form Data Percobaan Plastic Limit Lokasi : ................................................... Tanggal Praktikum : ................................................... Kelompok : ................................................... Asisten : ...................................................

Batas Plastis Nomor Cawan

1

2

3

Berat cawan (gram) Berat cawan + tanah basah (gram) Berat cawan + tanah kering (gram) Berat air (gram ) Berat tanah kering (gram) Kadar air (%)

80


Flowchart Percobaan Batas Plastis (Plastic Limit) Letakan benda uji di atas plat kaca, aduk hingga kadar air merata

Buat bola-bola tanah dari benda uji seberat 8 gram, kemudian digelenggelengkan di atas plat kaca dengan telapak tangan dengan kecepatan 80-90 gelangan per menit

Penggelengan dilakukan terus hingga benda uji membentuk batang dengan diameter 3 mm. jika benda uji sudah retak sebelum itu maka satukan kembali ditambah air sedikit lalu diaduk sampai merata. Jika penggelengan bola lebih kecil dari 3 mm tanpa menunjukkan keretakan, maka benda uji perlu dibiarkan beberapa saat di udara agar kadar airnya berkurang

Pengadukan dan penggelengan diulangi terus hingga retakan-retakan itu terjadi tepat pada saat gelengan mempunyai diameter 3 mm

Periksa kadar air tanah diatas, pemeriksaan dilakukan ganda benda ujiuntuk perbedaan kadar air 5% (maksimum)

81


Percobaan Batas Cair (Liquid Limit)

Gambar 15. Percobaan Liquid Limit dengan alat Cassagrande

82


Percobaan Batas Cair (Liquid Limit) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas cair. Batas cair adalah kadar air batas dimana suatu tanah berubah dari keadaan cair menjadi keadaan plastis. b. Alat Dan Bahan Adapun alat yang digunakan dalam pemeriksaan batas cair (Liquid Limit) adalah:  Alat batas cair standard  Alat pembuat alur (Groofing Tool)  Sendok dempul  Neraca dengan ketelitian 0,01 gram  Air  Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu sampai ( 110 ± 5)ºC

Gambar 16. Alat uji liquid Limit (cassagrande)

83


c. Langkah Kerja a) Aduk benda uji sebanyak 100 ml dengan menggunakan spatula, dan tambahkan air sambil diaduk hingga tanah menjadi homogen. b) Setelah merata, letakkan sebagian benda uji diatas mangkuk batas cair, dan ratakan permukaan hingga bagian paling tebal sekitar 1cm. c) Buat alur dengan membagi 2 tanah sample tersebut dengan Grooving Tools. d) Putar tuas alat dengan kecepatan jatuhan mangkuk 2 putaran perdetik e) Lakukan putaran terus hingga belahan sample besinggungan sepanjang 1.25 cm dan catat jumlah ketukannya. f) Ulangi pekerjaan c dan e beberapa kali hingga didapat jumlah ketukan yang sama. g) Kembalikan lagi sampel uji, dan buat adonan baru dengan merubah kadar airnya hingga dapat perbedaan jumlah pukulan sebesar 8 sampai 10 pukulan d. Teori liquid limit Untuk mengatur kadar air tanah yang bersangkutan agar memenuhi persyaratan sangatlah sulit. Oleh karena itu, akan lebih baik jika dilakukan uji batas cair paling sedikit empat kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang berbeda-beda sehingga jumlah pukulan N yang dibutuhkan untuk menutup goresan bervariasi antara 15-35. Hubungan antara kadar air dan Log N dapat dianggap sebagai suatu garis lurus. Garis lurus tersebut dapat dinamakan sebagai kurva aliran (Flow Curve) Kadar air yang bersesuaian dengan N=25, yang ditentukan dari kurva aliran adalah batas cair tanah yang bersangkutan . Sedangkan kemiringan garis aliran (Flow Line) didefinisikan sebagai indeks aliran.

84


e. Form Data Percobaan Liquid Limit Lokasi : .................... Tanggal Praktikum : .................... Kelompok : .................... Asisten : .................... Batas Cair (LL) Banyaknya Pukulan Nomor Cawan Berat cawan Berat cawan + tanah basah Berat cawan + tanah kering Berat air Berat tanah kering Kadar air

Satuan

1

2

3

4

gram gram gram gram gram %

f. Grafik Semilog Percobaan Liquid Limit

85


Flowchart Percobaan Liquid Limit Tanah dicampur air

Ratakan di atterberg setebal 8 mm

Garuk dengan grooving tool casagrande

Mangkuk atterberg di putar antara 10 – 40 kali

Putar hingga tanah menutup lagi sepanjang 1.5 cm

Ulang percobaan di atas dengan sampel berbeda

Hasil percobaan di timbang dan catat beratnya

Oven selama 24 jam, timbang kembali hasil oven dan catat

86


Percobaan Shrinkage Limit

Gambar 20. Percobaan Shrinkage Limit

87


Percobaan Batas Susut (Shrinkage Limit) a. Tujuan Percobaan Mencari kadar air tanah dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanah setelah dioven, dimana pengurangan kadar air tidak akan menyebabkan pengurangan volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air tanah akan menyebabkan penambahan volume massa tanah. b. Alat Dan Bahan Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :  Evaporating Disk, porcelain ± 4,5”  Spatula (sudip/sendok) ; panjang ± 3”; lebar ¾”  Shrinkage Disk, dasar rata, dari porcelain atau monel  ±1; ¾”, tinggi ± ½”  Straight Edge, ± panjang 12”  Glass, cup, permukaan rata  ± 2”, tinggi ±1”  Glass Plate (Prong Plate)  Graduate Cylinder, 25 ml, tiap garis pembacaan ukuran volume : 0,2 ml  Balance, ketelitian 0,1 gram  Mercury (air raksa)

Gambar 21. Alat dan Bahan Percobaan Shrinkage Limit

88


c. Langkah Kerja  Menimbang berat Shringkage Disk  Mengisi Shringkage Disk dengan air raksa untuk menentukan volume tanah basah  Sampel tanah yang digunakan diambil dari percobaan Liquid Limit dengan nilai N (jumlah ketukan) mendekati 25 ketukan.  Masukkan tanah kedalam Shringkage Disk dan ratakan dengan mengetukngetuk agar cawan benar-benar terisi, kemudian ratakan permukaan tanah dengan menggunakan Grass Plate.  Kemudian tanah tersebut ditimbang. Biarkan pasta mengering di udara dan kemudian masukkan kedalam oven.  Setelah sample benar-benar kering, timbang ulang berat cawan kosong bersih dan kering.  Alirkan raksa kedalam cawan yang berisi sampel yang sudah mengering, dan kemudian press dengan kaca secara kuat hingga raksa yang berlebih mengalir keluar.  Ukur banyaknya air raksa yang meluber untuk mengetahui volume tanah kering (Vs) d. Perhitungan Kadar Air (w) Shrinkage Limit

= = SL  w 

V  Vs  100% Ws

Ws V Vs

= berat tanah asli = volume tanah asli = volume tanah kering

Berat air Kadar air Shringkage limit

= (berat cawan+ tanah basah) – (berat cawan + tanah kering) = (berat air) / (berat tanah kering) x 100% = w - Δw

89


e. Form Data Percobaan Shrinkage Limit Lokasi : ...................................................... Tanggal Praktikum : ...................................................... Kelompok : ...................................................... Asisten : ......................................................

Batas Susut (Sl) No. Cetakan

Satuan

Berat cetakan

gr

Berat cetakan + tanah basah

gr

Berat cetakan + tanah kering

gr

Berat tanah basah

gr

Berat air

gr

Berat tanah kering

gr

Isi tanah basah

ml

Isi tanah kering

ml

Kadar Air (w)

%

SL  w 

1

2

V  Vo  100% Wo

90


Flowchart Percobaan Shrinkage Limit Menimbang shringkage disk

Mengisi shringkage disk dengan raksa untuk menetukan volume tanah basah

Masukan tanah ke dalam cawan penyusut dan ratakan dengan mengetuk-ketukagar cawan benar-n\benar terisi, kemudian ratakan permukaan tanah dengan menggunakan grass plate

Timbang tanah tersebut, biarkan pasta mengering di udara, kemudian masukan oven

Setelah sampel benar-benar bersih, timbang ualang cawan kosong bersih dan kering

Alirkan raksa kedalam cawanyang berisi sampel yang sudah mengering, dan kemudian press dengan kaca secara kuat hingga raksa yang berlebih mengalir keluar

Ukur banyak air raksa yang meluber untuk mengetahui volume tanah kering

91


Percobaan Unconfined

Gambar 22. Percobaan unconfined

92


Percobaan Unconfined a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan besarnya kekuatan tekan bebas contoh tanah dan batuan yang bersifat kohesif dalam keadaan asli maupun buatan (remolded). Yang dimaksud dengan kekuatan tekan bebas adalah besarnya gaya Aksial per satuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada saat tegangan aksialnya mencapai 20 %. b. Alat Dan Bahan  Mesin tekan bebas  Extruder  Cetakan benda uji  Pisau tipis  Neraca  Stopwatch  Pisau kawat

Gambar 23. Extruder

Gambar 24. Alat uji unconfined

93


c. Langkah Kerja  Siapkan benda uji berupa silinder kemudian timbang benda uji tersebut  Letakkan benda uji pada mesin tekan bebas.  Atur jarum arloji pada angka nol.  Lakukan pembacaan beban pada regangan 0,5, 1,dan 2% tiap menit.  Lakukan hingga sampel mengalami keruntuhan. d. Perhitungan  Dasar Regangan Aksial dihitung dengan rumus :  =  = Regangan Aksial (%) ∆L = Perubahan panjang benda uji (cm) Lo = Panjang benda uji semula (cm)  Luas penampang benda uji rata-rata : A1 = Ao = Luas penampang benda uji semula (cm2)  Perhitungan besar Tegangan Normal : σn = P/A (kg/cm2) P = F X N ( kg) N = Pembacaan Arloji Tegangan F = Angka Kalibrasi dari cincin penguji (Proving Ring)  Unconfined Compression : qu

=

( kg/cm2)

 Sensitivity : St = e. Gambarkan  Grafik hubungan Tegangan Dan Regangan untuk sampel tanah asli dan tanah terganggu  Diagram Mohr  Tentukan Kohesi tanah dan Sudut Geser tanah

94


f. Form Data Percobaan Undisturbed Lokasi : ....................................................... Tanggal Praktikum : ....................................................... Kelompok : ....................................................... Asisten : ....................................................... Pemb. Pemb. Regangan Arloji Arloji (Penurunan) (Tegangan)  (%) (mm) (div.)

Beban (kg)

Luas Terkoreksi A' = Ao / (1-Ε)

Tegangan (kg/cm²)

(cm²)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0

95


g. Form Data Percobaan Remolded Lokasi : ....................................................... Tanggal Praktikum : ....................................................... Kelompok : ....................................................... Asisten : ....................................................... Pemb. Arloji (Penurunan) (mm)

Pemb. Arloji (Tegangan) (div.)

Regangan (%)

Beban (Kg)

Luas Terkoreksi A' = Ao / (1-Ε)

Tegangan (Kg/cm²)

(cm²)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0

96


Flowchart Percobaan Unconfined (Undisturbed & Remolded) Memberikan tekanan 80 psi pada alat unconfined compression test dari alat kompresor

Menyiapkan sample tanah diameter 5 cm dan tinggi 10 cm

Tempatkan sample pada alat unconfined compression test

Tutupkan tekanan kompresor

Proving ring dan dial gauge diatur pada angka nol

Tempatkan stopwatch sehingga mudah diamati

Putar kran pengatur tekanan dan perhatikan kedudukan dial gauge

Atur kran pada menit ke-n, catat besarnya tekanan yang diberikan. Atur kran sehingga didapatkan kesesuaian antara regangan dengan waktu. Setelah sampel runtuh percobaan dihentikan

Lakukan hal yang sama pada tanah yang tidak asli (remolded) 97


Percobaan Direct Shear a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan parameter kuat geser tanah kohesi (c) dan sudut geser tanah (Ø). Percobaan ini dilakukan pada tanah dengan fraksi tanah berbutir kasarnya lebih besar. b. Alat dan bahan  Alat geser langsung  Cincin retak benda uji  Neraca dengan ketelitian 0.01gr  Stopwatch  Oven

Gambar 25. Desikator

Gambar 26. Percobaan direct shear

98


c. Langkah Kerja  Timbang dan pastikan contoh tanah asli dari dalam tabung ujungnya harus rata  Benda uji dimasukkan ke dalam cincin pemeriksaan yang telah terkunci menjadi satu.  Stang penekan dipasang vertical untuk memberi beban normal pada benda uji dan diatur sehingga beban yang diterima oleh benda uji sama dengan beban yang diberikan pada stang tersebut  Arloji geser diatur sehingga menunjukkan angka nol.  Beban normal diberikan pertama sesuai dengan beban yang diperlukan  Lakukan pembacaan geseran dan dial reading hingga mendapatkan pembacaan tiga kali nilainya sama, setelah itu ganti sampel tanah kemudian ulangi lagi langkah di atas dengan beban normal yang berbeda. d. Perhitungan Perhitungan Tegangan Geser Maksimum : P A

= Tegangan Geser maksimum (kg/cm2) = Gaya geser (kg) = Luas bidang geser benda uji (cm2)

Perhitungan Beban Normal : G = G = Beban normal yang dibutuhkan σ = Tegangan lapangan A = Luas contoh tanah/benda uji Perhitungan Tegangan Geser : = Pembacaan X e. Gambarkan  Grafik hubungan tegangan dan regangan  Grafik hubungan tegangan normal dan tegangan geser  Tentukan kohesi dan sudut geser dalam tanah

99


f. Form Data Percobaan Direct Shear Lokasi : ................................. Tanggal Praktikum : ................................. Kelompok : ................................. Asisten : .................................

Horizontal Horizontal Dial Disp. Δh Reading (mm) (div)

P1 σ1=P/A*F = 0,400 Load Ring Dial (div)

Gaya Geser (kg)

Tegangan Geser (1)


Gaya Tegangan Geser Geser (kg) (2)


Gaya Tegangan Geser Geser (kg) (1)

25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375

* faktor kalibrasi (kgf/div)

100


Flowchart Percobaan Direct Shear Dengan pencetak sampel dibuat beberapa sampel

Masukkan sebuah sample kedalam frame bawah dan ditutupi dengan frame atas lalu diisi dengan air

Letakkan frame pada tempatnya

Dial diatur agar dapat tempat menyinggung frame kemudian jarum menunjukkan angka nol

Contoh tanah yang telah dipasang alat direct shear diberi beban yang telah ditentukan. Mesin dijalankan untuk mendapatkan tegangan geser. Sebelumnya untuk sampel yang pertama anak timbangan sebesar 4 Kg

Atur kran agar pada waktu ke-n menit, dial gauge menunjukkan m = 104 inchi

Pembacaan dial dilakukan tiap 0.5 menit. Setelah tanah runtuh, yaitu pada saat dial menunjukkan harga konstan percobaan dihentikan, percobaan diulangi lagi untuk sampel kedua dan ketiga untuk masing-masing 4 Kg, 8 Kg, dan 12 Kg 101


Percobaan Triaxial Compression Test UU

Gambar 27. Percobaan Triaxial

102


Percobaan Triaxial Compression Test UU a. Tujuan Percobaan Pekerjaan ini dimaksudkan untuk mengukur Unconsolidated Undrained stregnth terhadap sampel berbentuk silinder dari tanah kohesif, baik dalam keadaan undisturbed maupun remoulded pada alat Compression Test Load, dimana sampel menerima tekanan disekelilingnya dalam Triaxial Chamber. Dalam pengukuran ini dilakukan pengukuran tegangan total yang bekerja pada specimen dan selanjutnya dapat dikoreksi terhadap tekanan air pori. b. Alat Dan Bahan  Alat uji Triaksial  Sampel tanah

c. Langkah Kerja  Ambil sampel benda uji dari lapangan dengan tabung yang telah disediakan  Keluarkan sampel tanah dari tabung dengan hati-hati, agar tidak terjadi kerusakan pada sample tanah  Bungkus sample tanah dengan membran  Pasangkan sampel tanah yang telah dibungkus membran tersebut pada pada Piston Triaxial  Pasang juga karet pada ujung atas dan bawah sample  Tutupkan tabung triaxial, hubungkan dengan alat pengukur tegangan, lalu isi tabung tersebut dengan air hingga penuh 103


 Arloji penunjuk beban dan arloji pengukur penetrasi diatur sampai menunjukkan angka nol  Berikan Tekanan Axial pada sampel tanah tersebut sebesar 0,5 – 2% per menit, dan catat beban dan perubahan-perubahan setiap 0,1; 0,3; 0,4; 0,5% (pada setiap 0,5% setelah dicapai 3% dan setiap 1% setelah 10% tegangan dan setiap 2% jika tekanan telah melebihi 10%) d. Perhitungan  Perhitungan Axial Strain () =  Perhitungan luas penampang rata-rata untuk setiap penambahan beban aksial

Ao = luas penampang rata-rata mula-mula dari Specimen  = Axial Strain untuk setiap keadaan penambahan beban Axial v = Valumatric Strain, positif untuk penyusutan volume  Perhitungan selisih Principal Stress (σ1 – σ3)

σ1 – σ3 =

104


Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 0,5 kg/cm2) Lokasi Tanggal Praktikum Kelompok Asisten

: .................................................... : .................................................... : .................................................... : ....................................................

Data Sampel Ao (Luas Awal) = Lo =

Pembebanan

Δh

ε

div

mm

%

1ε

Luas Awal (Ao) cm2

Luas Koreksi (A') cm2

Proving Ring

Beban (P)

P/A' = σ1-σ3

σ1

σ3

div

kg

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

105


e. Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 1,0 kg/cm2) Lokasi Tanggal Praktikum Kelompok Asisten

: .................................................... : .................................................... : .................................................... : ....................................................


Pembebanan

Δh

ε

div

mm

%

1ε

Luas Awal (Ao) cm2


Proving Ring

Beban (P)

P/A' = σ1-σ3

σ1

σ3

div

kg

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

106


f. Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 1,5 kg/cm2) Lokasi Tanggal Praktikum Kelompok Asisten

: .................................................... : .................................................... : .................................................... : ....................................................


Pembebanan

Δh

ε

div

mm

%

1ε

Luas Awal (Ao) cm2


Proving Ring

Beban (P)

P/A' = σ1-σ3

σ1

σ3

div

kg

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

107


Flowchart Percobaan Triaxial Compression Test Pengambilan Sampel di Lapangan

Potong Sampel sepanjang 12 cm

Masukkan Sampel pada Tabung yang telah dipasangi membrane (karet)

Keluarkan Sampel dari tabung hingga sampel tanah hanya terlapisi oleh membrane

Uji Sampel pada Alat Triaksial

Tutup rapat tabung triaksial hingga tidak ada celah

Sampel diberi tekanan dari compressor sebagai sebesar 0.5;1.0 dan 1.5 Kg/cm2. Isi tabung dengan air hingga penuh. Jalankan pemutar alat dengan kecepatan tertentu dan amati perputarab jarum pada dial gauge

108


Percobaan Constant Head

Gambar 28. Percobaan constant Head

109


Percobaan Constant Head a. Tujuan Percobaan Metode test ini meliputi prosedur untuk menetapkan Coefisien Of Permeability dengan cara constant head untuk aliran air yang melalui tanah berbutir halus. b. Alat Dan Bahan  Constant Head Filter Tank  Sample tanah

Gambar 29. Alat constant Head

110


c. Langkah Kerja  Tanah berbutir kasar diletakkan di permeameter  Tempatkan kasa kawat dengan membukanya sedikit untuk menahan specimen yang melewati piringan berlubang dekat dasar permeameter  Kemudian permeameter dialiri air yang terhubung dengan selang air dari kran sampai specimen terendam air sepenuhnya dengan keadaan klep bawah tertutup  Setelah specimen jenuh air dan permeameter terisi penuh dengan air, buka klep bawah  Tunggu sampai air yang keluar dari klep bawah mengalir dengan konstan  Setelah konstan, taruh tabung ukur di bawah aliran air yang konstan tersebut  Tunggu aliran air yang konstan tersebut mengisi tabung ukur selama satu menit  Kemudian ukur tinggi air yang ada di tabung ukur tersebut  Ulangi percobaan tersebut sampai hasil tinggi air yang didapat mempunyai nilai yang sama setidaknya mendekati  Ambil beberapa data yang mempunyai nilai yang sama atau hampir mendekati d. Perhitungan Perhitungan Koefisien Permiabilitas : k

=

k Q L H t

= = = = =

Koefisien Permiabilitas Debit Air Yang Keluar Jarak Antar Manometer Perbedaan Tinggi Tekanan Dalam Manometer Total Waktu Rembesan

111


e. Form Data Percobaan Constant Head Lokasi : .................................... Tanggal Praktikum : .................................... Kelompok : .................................... Asisten : .................................... No. Contoh Φ dalam pipa A pot.dalam pipa Φ contoh tanah A pot.contoh tanah Panjang contoh tanah l Waktu mulai t1 Waktu akhir t2 H (t2 - t1) L/h Q Q/(t2 - t1) kT=

L Q . h A (t 2 - t 1)

Satuan (cm) (cm²) (cm) (cm²) (cm) (det) (det) (cm) (det)

1

2

3

(cm³)

(cm/detik)

112


Flowchart Percobaan Constant Head Ambil sampel tanah

Masukkan tanah tersebut dalam Mold pengetesan permeability

Tutup sampel yang sudah dilapisi kertas saring dengan batu pori atas bawahnya

Hubungkan dengan buret + tutup kran + isi buret dengan air

Jenuhkan tanah dengan membuka kran sehingga air dapat mengalir melului contoh tanah Isi kembali buret dengan air dann ukur tinggi dari ujung bawah contoh tanah

Alirkan air sehingga air dalam buret hampir kosong Catat waktunya dengan menggunakan stopwatch. Catat hasil percobaan 113


Percobaan Falling Head a. Tujuan Percobaan Metode test ini meliputi prosedur untuk mendapatkan nilai koefisien K. Yaitu nilai-nilai yang menyatakan kemudahan aliran air melalui contoh tanah berbutir halus. b. Alat Dan Bahan  Tabung permeater yang terdiri dari : - Batu pori 2 buah - Siil dari karet 2 buah - Pegas (peer)  Pipa vertical (pisometer)  Gelas ukur  Timbangan  Alat pencatat waktu  Sample tanah c. Langkah Kerja  Tanah yang dipakai dalam keadaan undisturbed sample atau tanah asli  Ambil contoh di lapangan yang sudah ditentukan dengan cetakan (ring) permeabilitas  Ratakan pada ujung dan pangkalnya dengan pisau  Masukkan contoh tanah dengan extruder ke dalam tabung permeameter yang sudah dilengkapi dengan porostone (batu pori) pada ujung dan pangkalnya  Setelah itu ukur tinggi sampel lalu timbang (berat contoh + tabung saja)  Di atas batu pori diletakkan kertas filter, lalu contoh tanah di atasnya beri lagi kertas filter baru batu pori, lalu kertas  Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas memberi tekanan pada contoh tanah, selain itu juga untuk menjaga tanah tetap pada tempatnya sewaktu tanah menjadi jenuh  Air dialirkan pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya  Pembacaan pertama setelah contoh tanah jenuh, ukur tinggi air (Ho) dari datum sampai tinggi mula-mula, catat waktunya (To)  Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi setelah penurunan air (H1), catat waktunya (T1).

114


d. Perhitungan h aL 2.3 kT  log 1 A t h2 kT a L A h1 h2

= Koefisien Rembesan (cm/det) = Luas pipa (cm²) = Panjang contoh tanah (cm) = Luas contoh tanah = Tinggi air pada t1 = Tinggi air pada t2

e. Form Data Percobaan Falling Head Lokasi : ........................................................ Tanggal Paktikum : ........................................................ Kelompok : ........................................................ Asisten : ........................................................ No. Contoh Ф Dalam Pipa A Pot. Dalam Pipa Ф Contoh Tanah A Pot Contoh Tanah Panjang Contoh Tanah Waktu Tinggi Air Pada T1 H1 Tinggi Air Pada T2H2 H1/H2 Log H1/H2 A*L A*L/A 2.3/(T2-T1) h aL 2.3 kT  log 1 A t h2

Satuan cm cm2 cm cm2 cm

1

2

T0c k20 = kT

X 260 X 200

Koef Rembesan

cm/s

115


Flowchart Percobaan Falling Head Sample dalam keadaan undisturbed sampel atau tanah aslli Ambil contoh dilapangan yang sudah ditentukan dengan ring permeabilitas

Ratakan ujung dan pangkal ring dengan pisau

Masukkan contoh tanah ke dalam tabung permeameter yang sudah dilengkapi porostone pada ujung dan pangkal

Timbang sample dengan tabungnya serta ukur tinggi tabung

Diatas batu pori letakkan kertas filter kemudian letakkan sample tanah dan beri kertas filter lagi baru batu porus

Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas memebrikan tekanan pada sample, selain itu menjaga sample tetap pada tempatnya

Aliran air pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya

Pembacaan pertama setelah sample, ukur tinggi air(h0) dari datum sampai tinggi mula-mula. Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi setelah penurunan catat waktunya 116


Flowchart Percobaan Permeabilitas Lapangan

Tentukan titik pengujian

Bor titik pengujian

Masukkan tabung uji ke dalam tanah

Masukkan air ke dalam tabung uji

Lakukan pembacaan tinggi air

117


Percobaan Permeabilitas Lapangan a. Tujuan Percobaan Pengujian Permeabilitas Lapangan digunakan untuk menetapkan koefisien permeabilitas (coefisien of permeabilit) dengan melakukan pengujian langsung di tempat/lapangan. Studi mengenai aliran air melalui pori-pori tanah diperlukan dalam mekanika tanah karena hal ini sangat berguna di dalam memperkirakan jumlah rembesan air dalam tanah, menyelidiki permasalahan-permasalahan yang mengyangkut konstruksi bawah tanah. b. Peralatan dan Bahan  Seperangkat alat uji permeabilitas  Bor tangan (untuk membuat lubang)  Air  Linggis / cangkul  Alat pencatat waktu / Stopwacth c. Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Buatlah lubang dengan diameter lubang 20 cm dan kedalaman 20 cm. 3. Masukkan tabung uji ke dalam tanah sedalam 15 cm dari permukaan tanah galian seperti terlihat pada Gambar . 4. Masukkan air ke dalam tabung uji lalu tunggu beberapa saat sampai tanah dia area pengujian jenuh. 5. Lakukan pembacaan tinggi air dengan rentang waktu sesuai yang telah ditentukan (sesuai form).

118


20 cm Q

H

20 cm

15 cm 2R

Gambar 1 d. Perhitungan Dimana : k

= koefisien permebilitas

Q

= jumlah air yang di tuangkan dalam pipa lindung

R

= jari-jari pipa lindung

H

= tinggi energi

e. Form Data Percobaan Permeabilitas Lapangan Lokasi Tanggal Paktikum Kelompok Asisten

: ........................................................ : ........................................................ : ........................................................ : ........................................................

119


Data percobaan Permeabilitas Lapangan : Kedalaman R tabung uji A h

= = = =

cm cm cm2 cm

No

t (menit)

t (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 1 2 3 4 5 7,5 10 15 20 25 30

0 60 120 180 240 300 450 600 900 1200 1500 1800

h (cm)

Δh

120

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Recommend Documents