Post on 29-Dec-2015
description
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 1
PENUNTUN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SILIWANGI TASIKMALAYA 2012
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 1
BABI
PRAKTIKUM LAPANGAN
Contents
1.1. Uji Sondir (Cone Penetration Test)
1.2. Uji Penetrasi Standart (Standard Penetration Test)
1.3. Uji Vane Shear
1.4. Pemeriksaan Kepadatan Tanah dengan Sand Cone
1.5. Boring dan Sampling
2
4 7
9
12
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 2
1.1. Uji Sondir ASTM D 3441-86
A. Tujuan
a. Untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat
pada setiap kedalaman tanah.
b. Untuk menentukan letak kedalaman tanah keras.
B. Teori Dasar
Percobaan ini digunakan untuk menentukan daya dukung ujung (end
bearing) dan perlawanan kdiling (friction I adhesion resistance) dari tanah untuk
perencanaan pondasi dan struktur geoteknik. Selain itu percobaan ini sangat
praktis untuk mengetahui dengan eepat letak kedalaman lapisan tanah keras,
bahkan dengan mengevaluasi nilai rasio gesekan (friction ratio), dapat pula
dilakukan deskripsi jcnis lapisan tanah. Pada penggunaan friction sleeve atau
adhesion jacket type (bikonus), nilai konus dan hambatan lekat keduanya dapat
diukur. Hasil penyelidikan ini dinyatakan dalam bentuk grafis, nilai konus
digambar dalam kg/ern2 dan hambatan lekat (skin friction) digambar sebagai
jumlah untuk kedalaman yang bersangkutan per em keliling, yaitu dalam kg/em.
Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ujung konus
yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan
geser tanah terhadap selubung bikonus dalam gaya persatuan panjang.
C. Peralatan
a. Sondir ringan (1,5 ton).
b. Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam, sesuai
kebutuhan dengan panjang masing-masing 1 meter.
c. Bikonus.
d. Dua buah angker dan ambang besi sebagai pedal.
e. Dua buah manometer pengukur dengan tahanan rnasing-masing 0 - 50
kg/em2 dan 0- 150 kg/em2 .
f. Kunei-kunei pipa, alat-alat pembersih, olie, minyak hidrolik
(Castro/Olie SAE 10).
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 3
D. Prosedur Percobaan
a. Bersihkan tanah tempat percobaan dari rumput, kayu dan material lain
yang mengganggu lalu datarkan.
b. Tanamkan kedua angker kedalam tanah secara kuat dengan jarak kira-kira 1
s/d 1,5 meter satu sama lain, di tempat yang akan diselidiki. Letakkan
mesin sondir dan atur kedudukannya pada pelat penahan sedemikian rupa
sehingga vertikal terhadap tanah.
c. l!"ikan oli SAE 10 ke tabung minyak hidrolik pada mesin sondir sampai
penuh, sehingga bebas dari gelembung udara, baut penutup tangki minyak
hidrolik harus diberi lapisan pengedap (dapat digunakan TBA).
d. Bikonus dipasang pada ujung pipa sondir, kemudian dihubungkan dengan
mesin sondir.
e. Lakukan penetrasi sondir dengan memutar engkol pemutar sampai
kedalaman 20 em dan titik nol sondir hams diikat terhadap suatu titik tetap.
Karenanya pada pipa sondir terlebih dahulu ditandai setiap 20 em.
f. Dari titik tetap, engkol diputar secara konstan, pada saat ujrmg konus turon
ke dalam tanah kira-kira 4 em (diperkirakan dengan melihat batang dalam
p1pa sondir kira-kira 4 em) lakukan pembacaan manometer. Catat sebagai
pembacaan penetrasi konus (qc).
g. Penekanan selanjutnya akan menggerakkan konus beserta selubungsedalam
8 em, bacalah manometer sebagai hasil dari jumlah perlawanan (qt)
yaitu perlawanan penetrasi konus (qc) dan hambatan lekat (qt).
h. Turunkan pipa sampai kedalaman berikutnya sesuai dengan yang telah ditandai
pada pipa sondir (biasanya dilakukan setiap kedalaman 20 em). Lakukan
pembacaan manometer seperti prosedur percobaan diatas.
1. Percobaan dihentikan sampai ditemukannya lapisan tanah keras(tekanan
manometer tiga kali berturut-turut melebihi 150 kg/cm atau (kedalaman
maksimum 30 m).
E. Pengolahan Data
a. Hambatan Lekat (qf) dihitung dengan rumus :
qf = (qt- qc) – A/B
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 4
dimana: qf = Hambatan lekat (kg/em)
qc = bacaan perlawanan penetrasi konus (bacaan kesatu)
= Kg/cm2
Qt = bacaan manometer nilai perlawanan total (bacaan kedua)
= Kg/cm2
A = tahap pembacaan (20 em).
B = faktor alat, atau
=
14.5
b. Jurnlah Hambatan Lekat
Jqf = Kumulatif dari hambatan lekat
Jqf = Σqf
c. Buat grafik
- Perlawanan penetrasi konus (qc) terhadap kedalaman.
- Jumlah hambatan lekat (Jqf) terhadap kedalaman.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 5
1.2. Percobaan Penetrasi Standar (SPT)
ASTM D 1586-84
A. Tujuan
Menentukan kekuatan tanah berdasarkan nilai NsPT.
B. Teori Dasar
SPT dilakukan dengan cara pengambilan sampel dengan menggunakan alat
yang didorong dcngan impak dari suatu beuan yang jaiuh kcpada pipa
pancang yang dihubungkan dengan alat pengambil san1pel dan disambung
keatas sampai ke permukaan tanah (prosedur ini juga disebut sebagai
percobaan penetrasi dinamis). Jatuh bebas dan ketinggian jatuh dapat
diinterpretasikan secara bebas dengan mempergunakan beban 63,5 kg yang
jatuh dari ketinggian 76 em, dimana dihitung jumlah tumbukan untuk
memancang alat pengambil sampel pada jarak 305 mm berikutnya.
Perhitungan biasanya untuk setiap tambahan 1.)2 mm dan dijumlah untuk
mendapatkan tumbukan N, ·
Melalui percobaan ini dapat dilakukan evaluasi secara kasar kepadatan
relatif dari tanah-tanah berbutir, atau konsistensi tanah-tanah kohesif.
Tanah non-kohesif Tanah Kohesif
Nilai NsPT Kepadatan Relatif Nilai NsPT Konsistensi
0-4 Sangat lepas 0-1 Sangat lunak
5-10 Lepas 2-4 Lunak
11-24 Sedang 5-8 Teguh
25-50 Padat 9-15 Kenyal
>50 Sangat padat 16-30 Sangat kenyal
1-60 Keras
>60 Sangat keras
C. Peralatan
1. Satang I stang bor (drill rod). 2. Tabung sampel belah (split barrel), dengan diameter luar ±50 mm dan diariider
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 6
dalam ±38 mm, serta panjang 46 mm: 76 mm.
3. Penumbuk (hammer) dengan berat 63,5 ±1 kg. 4. Sistem penumbuk (drive rod giude assembly) terdiri atas; batang peluncur
dan landasan penumbuk (anvil/drive head), tinggi jatuh bebas 75 em.
5. Tripod (kaki tiga), katrol, & tambang tali. D. Prosedur Pengujian & Pengambilan Contoh Tanah I. Lakukan pemboran sampai kedalaman yang dikehendaki, bersihkan dasar
lubang bor, siapkan pengujian dengan tahapan sebagai berikut:
a. Pasang tabung sampel belah (split barrel) pada ujung batang dan turunkan
pelan- pelan ke dasar lubang bor.
b. Letakkan penumbuk menempel pada landasan (anvil) yang sudah
dipersiapkan/dilakukan sebelum menurunkan tabung contoh belah kedasar
lubang.
c. Masukkan tabung belah kedasar lubang dengan tumbukan awal secukupnya
(seating blow).
d. Tandai batang bor yang tersisa diatas permukaan tanah pada 3 (tiga) tempat
denganjarak masing-masing 0,15 m terhadap suatu referensi tetap,untuk
memudahkan pengamatan pada saat penumbukan.
2. Lakukan penumbukan menggunakan palu seberat 63,5 kg (± lkg) yang
dijatuhkan bebas, catat jumlah tumbukan yang diperlukan untuk setiap kedalaman
penetrasi 0,15 m. Penumbukan dihentikan bila telah tercapai salah satu dari keadaan
berikut ini:
-Jumlah tumbukan telah mencapai 50 kali pada salah satu dari tiga kedalaman
penetrasi 0,15 m yang disyaratkan.
Totaljumlah tumbukan telah mencapai 100 kali.
Tidak terdapat penurunan yang berarti untuk 10 tumbukan
terakhir berturut-turut.
Kedalaman penetrasi telah mencapai 0,32 m.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 7
3. Catat jumlah tumbukan untuk tiap kedalaman penetrasi 0,15 m.
Jumlah tumbukan yang diperlukan 1..u1tuk kedalaman penetrasi 0,15 m kedua dan
ketiga adalah perlawanan penetrasi standart "N" SPT jika jumlah tumbukan
yang diperoleh lebih kecil dari 0,45 m seperti yang disyaratkan, catat hal
tersebut dalam profil bor
4. Angkat tabung contoh kepermukaan tanah,buka dan ukur panJang
contoh tanah yang didapat dinyatakan dalam %, lakukan deskripsi atas contoh
tanah tersebut menyangkut warna, komposisi dll, serta ambil
sedikit tanah untuk keperluan kadar air aslinya.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 8
1.3. Uji Vane Shear ASTM D 2573-67 T
A. Tujuan
Pereobaan ini untuk menentukan tahanan geser tanah (cu). B. Teori Dasar
Hasil yang agak dapat diandalkan untuk kohesi tanah kondisi atr
termampatkan (undrained), kekuatan geser dari tanah-tanah yang sangat plastis bisa
diperoleh dari uji geser vane. Alat vane geser biasanya tediri dari empat pelat baja tipis
dengan dimensi yang sama yang dilaskan ke sebuah batang putar. Alat Vane geser
dilaboratorium mempunyai dimensi diameter 3 inehi (7.62 em) dan tinggi 10 inehi
(25.4 em).
Barga kekuatan geser tanah kondisi undrained yang didapat dengan alat Vane geser
juga tergantung kepada keeepatan pemutaran momen torsi (T).
C. Peralatan
a. Alat Vane Shear Test
b. Stang Puntir D. Prosedur Percobaan a. Benarnkan alat Vane kedalam lubang bor pada kedalamam tertentu. Apabila lubang lebih dalam dari panjang batang Vane, maka batang pipa Vane dapat
disambung dengan pipa pengeboran.
b. Pasang stang torsi pada ujung batang Vane yang berada dipermukaan tanah.
c. Kemudian berikan gaya putaran torsi pada Ujung batang tersebut dengan
memutar stang torsi secara konstan (kecepatan putar tetap).
d. Amati simpangan jarum yang ditunjukkan oleh dial torsi pada b a tang torsi.
e. Tentukan harga maksimum, yaitu pada saat simpangan jarum berbalik.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 9
dimana
Cu
T
D
H
=
=
=
E. Pengolahan Data Dari percobaan diperoleh harga bacaan torsi (T).
Harga tahanan geser tanah dapat dihitung dengan persamaan:
2 6
2 Tahanan Geser Undrained (kg/m )
Bacaan Torsi Malrsimum (kgm)
Diameter Vane (m) Tinggi Vane (m)
,,
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 10
1.4. Pemeriksaan Kepadatan Tanah dengan Sand Cone ASTM D 1556-64
A. 'I'ujuan
Menghitung nilai kepadatan (berat isi kering) tanah dilapangan.
B. Teori Dasar
Percobaan kerucut pasir (Sand Cone) merupakan salah satu jenis pengujian yang
dilakuLan dilapangan, untuk menentukan berat \si kering (kepadatan) tanah asli
ataupun hasil suatu pekerjaan pemadatan, pada tanah kohesif maupun non
kohcsif.
Percobaan ini biasanya digunakan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan
pemadatan dilapangan yang dinyatakan dalam derajat kepadatan (degree of compaction), yaitu perb ndingan antara r d lapangan (kerucut pasir) dengan r d maks
hasil percobaan pemadatan dilaboratorium dalam persentase lapangan.
C. Peralatan
a. Botol transparan untuk tempat pasir dengan isi ± 4 liter.
b. Corong kalibrasi pasir diameter 16,51 em.
c. Pelat untuk corong pasir ukuran 30,48 em x 30,48 em dengan lubang
bergaris tengah 16,51 em.
d. Peralatan lain seperti : sendok, kuas, sendok dempul
dan peralatan untuk menentukan kadar air.
e. Neraca dengan kapasitas 500 gram dengan ketelitian 0,1 gram.
f. Pasir bersih dan kering, tidak mengandung bahan
pengikat dan lewat saringan no.20 dan tertahan pada
saringan no.40.
D. Prosedur percobaan
I. Menentukan lsi Corong :
a. Timbang alat I sand cone (Botol + corong + pasir) (W4).
b. Balikan alat I sand cone ditempat yang datar.
c. Buka kran sandcone sehingga pasir turun.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 11
d. Jika pasir sudah berhenti turun, kran ditutup.
e. Timbang kembali botol + corong + sisa pasir (W 5).
£ Volume corong dapat diperoleh dengan rumus:
(W4-W5 ) I y pasir.
II. Menentukan Berat isi Tanah (percobaan lapangan).
a. Timbang berat botol + pasir + corong.
b. Bersihkan daerah dimana akan dilakukan percobaan sand cone.
c. Letakkan plat sand cone diatas tanah, gali lubang di tanah
sekitar 5 em sesuai dengan diameter plat..
d. Tanah dari lubang dimasukkan ke dalam panci ya..1g telah
diketahui beratnya lalu ditimbang. Kemudian masukkan sedikit
sampel dari tanah tersebut ke dalam kontainer lalu ditimbang,
untuk dicari kadar aimya.
e. Letakkan sandcone yang telah diisi pasir di atas pelat tadi.
f. 'Buka kran corong, biarkan pasir mengalir memenuhi lubang
pada tanah dan corong. Setelah pasir berhenti mengalir, tutup
kran. Angkat botol secara perlahan.
g. Timbang berat botol, corong dan sisa pasir dalam botol.
E. Pengolahan Data
a. Berat lsi pasir diketahui = 1,18 gr/cm3
b. Dari penimbangan diperoleh:
- Berat botol + corong + pasir
- Berat botol + corong + sisa pasir
- Berat botol + corong + pasir
- Berat botol + corong + sisa pasir
- Berat kontainer
- Berat kontainer + tanah basah
- Berat kontainer + tanah kering
- Berat tanah galian
(W4), di laboratorium.
(W5), di laboratorium.
(W6), di lapangan. (W7),
dilapangan. (WJO)
(W11) (Wl2)· (Wn)
c. Kadar air (w)
w = L(WII- WI2)/(WI2- WIO)] X 100%
d. Volume tanah galian.
(Ytg) = (W6-W7)- (W4- Ws)] I ypasir
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 12
e. Wctry = W 13 /(l+w)
f. Yc =
g. Derajat kepadatan di lapangan (D).
D = (Ydlap)/(ydlab) X 100%
dimana harga D harus sama atau lebih besar dari 95 %.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 13
)
1.5. Boring dan Sampling ASTM D 1452-65
A. Tujuan
a. Untuk mengetahui k adaan lapisan tanah dan
Jems tanah tiap kedalaman tertentu secara visual.
b. Pengambilan contoh tanah tak terganggu dan terganggu pada
kedalaman tertentu untuk penyelidikan lebih lanjut di laboratorium.
B. Teori Dasar
Contoh tanah asli dapat diperoleh dengan menggunakan tabung sampel (tube sampler), tabung bclah (split spoon sampler), ataupun contoh tanah
hcrbcntuk kubus (h/ock samples).
Terdapat dua cara pengambilan contoh tanah, yaitu melalui pembuatan sumur
uji (Test Pit) dan Pemboran dangkal I tangan (Shallow I Hand Boring). Tidak
termasuk dalam kegiatan ini yaitu pengambilan contoh tanah melalui pemboran
dalam (Deep Boring) dengan menggunakan bor mesin (Boring Machine).
C. Peralatan
a. Mata bor (Posthol Auger) dan pipa-pipa bor dengan panjang satu
meter yang dapat disambung satu sama lain.
b. Tabung Silinder (Shelby) untuk pengambilan contoh I sampel dengan
perlengkapannya (Stick Apparatus).
c. Kunci Inggris, kunci pipa dan kunci-kunci bantu lainnya.
d. Hammer dengan massa 5 kg.
e. Perlengkapan lain seperti :
- stiker label
- formulir profil bor
- lilin
- kantong sample
D. Prosedur Percobaan
Boring
a. Titik pengeboran harus dekat dengan lokasi penyondiran.
b. Bersihkan lokasi dari rumput-rumputan dan drad-drad pada stang bor.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 14
c. Pasang rnata bor pada pipa (stang bor) dengan kuat.
d. Tanamkan bor pada titik pengeboran yang telah ditentukan, dengan
memutar tangkai pemutar sambil memberi pemberat agar mata bor
masuk ke dalam tanah.
e. Pengeboran dilakukan pada setiap kedalaman 20 em atau kira-kira
mata bor sudah penuh terisi tanah. Kemudian mata bor dicabut dan
tanah dikcluarkan untuk dideskripsikan sccara visual.
f. Ulangi pengeboran sampai tercapai kedalaman maksimum yang
dikehendaki.
g. Jika menggunakan casing, casing dibenamkan tidak boleh melebihi
permukaan tanah yang telah di bor.
Casing Tanah telah dibor
Level tanah yang belum dibor
h. Penentuan MAT (GW7)
- Tanah pasir ditentukan minimal 30 mcnit setelah boring
selesai
- Lanau 24 jam setelah boring selesai
- Lempung 24 jam setelah boring selesai
Pengambilan Sampel Tanah
a. Ambil contoh tanah asli pada kedalaman yang telah ditetapkan dengan
menggunakan tabung sampel yang telah disediakan, dengan jalan diturnbuk
dengan martil sampai tabung penuh. Tabung diperkirakan telah penuh
dengan mendengarkan bunyi tumbukan yang kedengarannya
padat.
b. Tabung yang sudah terisi penuh dikeluarkan, kemudian pada kedua
ujungnya dicongkel kira-kira 2 em dan ditutup lilin untuk menjaga
agar kelembaban sampel tidak berubah.
c. Tabung kemudian diberi label yang dicantumkan lokasi, nomor
boring, kedalaman dan sebagainya.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 15
E. Pengolahan Data
Deskripsi tanah hasil percobaan ini dijelaskan dalam format Boring Log.
2.1. Indeks Properties Tanah
Pendahuluan
Untuk mempelajari indeks properties tanah perlu dimengerti bahwa tanah terdiri dari butir tanah (solid particles), udara (void with air) dan air (water).
Gambar 1. Struktur tanah
S = Solid particles
A = Voids with Air
W =Water
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 16
Kondisi diatas sering disebut bahwa tanah terdiri dari 3 phase.Tanah
yang kita jumpai dialam pada umumnya terdiri dari 3 phase yaitu butir tanah, udara dan air.
Air (udara)
Vtotal Water (air")
Solid (butir)
Gambar 2. Diagram Phase Tanah
Untuk memahami pemikiran kita tentang Indeks Properties Tanah
perlu dipahami dengan seksama Gambar 2 diatas.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 17
Secara umum Indeks Properties Tanah meliputi :
1. Kadar Air (Water Content)
2. Berat lsi (Unit Weight)
3. Berat Jenis (Specific Gravity)
4. Derajat Kejenuhan (Degree of Saturated)
5. Angka Pori (Void Ratio)
6. Porositas (Porosity)
,,
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 18
2.1.1 Pemeriksaan Kadar Air (Water Content Test) ASTM D 2216- 71
A. Tujuan
Percobaan ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah.
B. Teori Dasar
Yang dimaksud dengan kadar air tanah adalah perbandingan antara berat air
yang terkandung dalam massa tanah, terhadap berat butiran tanah (tanah
kering) dan dinyatakan dalam persen.
C. Peralatan
a. Oven dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110 ± 5°) C.
b. Neraca O'hauss/Timbangan dengan ketelitian 0,001 gram.
c. Kontainer.
d. Pisau pcrata.
D. Prosedur Percobaan
a. Ambil contoh tanah asli (Undisturbed Sample) dan masukkan kedalam
tiga buah kontainer yang telah ditimbang sebelumnya dan diberi label
(contoh I , contoh II, contoh III)
b. Masing-masing container yang telah diisi contoh tanah, ditimbang dan
dicatat.
Berat sample minimum yang dioven
:Ukuran maksimum partikel
Berat minimum sampel
(untuk dioven )
# 40 10 g
#4 100 g
'li inch 300 g
1 inch 500 g
2 inch 1000 g
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 19
c. Selanjutnya kontainer-kontainer tersebut dimasukkan ke dalam oven
selama 24 jam pada temperatur lebih kurang 110 ° Cclcius
atau sampai beratnya konstan.
d. Setelah dioven selama 24 jam, container + tanah tersebut ditimbang
dan dicatat.
Beberapa hal yang harus diperhatika.'l selama percobaan:
1. Untuk masing-masing contoh tanah harus dipakai kontainer
yang diberi label dan tidak boleh sampai tertukar.
2. Untuk setiap benda uji harus diambil tiga sampel, sehingga kadar
air dapat diambil rata-rata.
3. Agar pengeringan dapat berjalan sempuma, maka susunan benda
uji dalam oven harus diatur sehingga pengeringan tidak terganggu serta
saluran udara harus terbuka.
E. Pengolahan Data
a. Kadar air tanah dapat dihitung sebagai berikut: - Berat Kontainer + Tanah basah = W 1 gram
- Berat Kontainer + Tanah Kering - Berat Kontainer
=
=
W2 W3
gram
gram
b. Ketiga data diatas diperoleh melalui percobaan.
c. Maka kadar air dapat dihitung dengan :
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 20
:: : : .
2.1.2 Pemeriksaan Berat lsi ( Unit Weight Test) ASTM D 2937-83
A. Tujuan
Untuk mengetahui berat ISI tanah ( y ) dalam keadaan tidak terganggu
(Undisturbed).
B. Teori Dasar
Berat isi dari suatu massa tanah adalah perbandingan antara berat total tanah
terhadap isi total tanah, dan dinyatakan dalam notasi y (gram/em\
C. Peralatan
a. Ring silinder dengan berat dan volume tertentu
b. Minyak Pelumas
c. Pisau perata.
d. Neraca O'hauss I Timbangan dengan ketelitian 0,001 gram
D. Prosedur Percobaan
a. Ambil ring silinder dan bersihkan bagian dalamnya serta beri minyak
pelumas.
b. Dengan menggunakan Ekstruder, tanah undisturbed dikeluarkan dari
tabung sampel dan diisikan ke ring. Kedua permukaan tanah harus
diratakan dengan pisau.
c. Ring yang berisi tanah undisturbed tersebut ditimbang dan dicatat.
d. Contoh tanah dikeluarkan, kemudian ring ditimbang.
E. Pengolahan Data.
- Berat tanah + ring diperoleh dari penimbangan (Wt+ Wr)
- Berat ring diperoleh dari penimbangan (Wr)
- Berat tanah Wt = (Wt + Wr) - Wr
- Volume ring ( Vr) = 1/4 1t d2 t
- Volume tanah (V) =Volume ring
- Berat isi tanah (y) = WI V
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 21
2.1.3 Pemeriksaan Berat Jenis (Specific Gravity Test) ASTM D 854 - 58
A. Tujuan. Pemcriksaan ini bertujuan untuk menentukan beratjcnis butiran tanah (Gs). Berat
jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir-butir tanah dengan
berat air destilasi di udara dengan volume yang sama pada temperatur tertentu. Biasanya diambil pada temperatur 27,5° C.
Berdasarkan nilai Gs tersebut dapat diketahui apakah eontoh tanah organis
atau anorganis.
B. Teori Dasar.
Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat
atr yang mempunyai volume sama pada suhu tertentu. Berat jenis tanah
diperlukan untuk menghitung indeks propertis tanah lainnya (misalnya : angka
pori, derajat kejenuhan, karakteristik pemampatan), dan sifat-sifat penting tanah
lainnya. / dimana:
s :Berat isi butir tanah (Kg/cm3)
'Yw :Berat isi air (Kg/cm3)
Gs :Berat Jenis tanah.
Nilai:
Gs < 2,6 : Tanah organis
Gs < 2,6 - 2,8 : Tanah anorganis
Jadi untuk tanah yang terdiri dari campuran bahan organik maupun bahan
anorganik tentu mempunyai nilai Gs yang tergantung dari komposisi campuran
bahan- bahan tersebut. Untuk perencanaan bangunan, pengetahuan tentang
adanya bahan organis sangat penting, karena tanah organis berbahaya untuk tanah
bangunan.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 22
C. Peralatan.
a. Tabung piknometer sebanyak 3 buah.
b. Ayakan (sieve) nomor 10.
c. Neraca Ohauss dengan ketelitian 0,01 gram.
d. Oven.
e. Air suling dengan tabung air.
D. Prosedur percobaan.
a. Contoh tanah yang sudah dioven selama 24 jam diayak dengan
saringan nomor 10 dan yang lolos diambil minimal 10 gram untuk
satu piknometer.
b. Piknometer dicuci dan dikeringkan. Kemudian piknometer dan
tutupnya ditimbang dengan ketelitian 0,01 gram (W 1).
c. Tanah yang lolos ayakan tadi dimasukan ke dalam piknometer sekitar
113 nya kemudian bersama piknometer dan tutupnya ditimbang lagi
(W2).
d. Kemudian ditambahkan air suling hingga 2/3 tinggi piknometer lalu
diguncang-guncang supaya gelembung udara dalam tanah keluar.
e. Piknometer beserta isinya direbus dalam air mendidih selama ±10
menit kemudian dikeluarkan lagi. Dinginkan .
f. Setelah dingin, tambahkan air sampai penuh, kemudian ditimbang
beratnya, yaitu berat piknometer beserta seluruh isinya (WJ). Air
dalam piknometer diukur suhunya dengan termometer (t°C).
g. Keluarkan isi piknometer, bersihkan, kemudian isi air sampai penuh
dan timbang kembali (W4)
.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 23
E. Pengolahan Data.
Pengolahan data atau perhitungan untuk percobaan berat jenis ini dilakukan
sesuai langkah-langkah berikut:
a. Berat Jenis butir-butir pada suhu t0 adalah:
- Berat piknometer :W1 (gram)
- Berat piknometer + tanah :W2 (gram)
- Berat piknometer + tanah + air :W3 (gram)
- Berat piknometcr + air :W4 (gram)
b. Beratjenis tanah pada temperatur 27.5° C adalah:
27,5 27,5
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 24
2.2 Analisa Butiran (Grained Size Analysis) ASTM D 2487-69
2.2.1. Analisa Saringan (Sieve Analysis)
A. Tujuan
a. Untuk mengetahui gradasi pembagian butiran dari suatu contoh
tanah berbutiran kasar.
b. Untuk mengklasifikasikan tanah
c. Untuk mengetahui koefisien keseragaman (Cu) & koefisien
gradasi (Cc)
B. Teori Dasar
Pada dasarnya partikel-partikel pembentuk struktur tanah
mempunyai ukuran dan bentuk yang beraneka ragam, baik pada tanah kohesif
maupun tanah non kohesif. Sifat suatu tanah banyak ditentukan oleh
ukuran butir dan distribusinya.
Untuk tanah yang berbutir kasar seperti kerikil dan pas1r,
sifatnya tergantung kepada ukuran butirannya. Karena itu sering
dipakai koefisien bilangan untuk menggambarkan pembagian butirannya.
Koefisiennya adalah sebagai berikut :
Ukuran efektif = D 1o
Koefisien keseragaman = D6o I D10
Koefisien gradasi = D3o/ I D10 x D6o
Sehingga didalam mekanika tanah, analisa ukuran butir banyak
dilakukan ldipakai sebagai acuan untuk menglasifikasikan tanah.
a. Satu set saringan nomor 4, 10, 20, 40, 60, 100, 200 dan PAN
(tadah). b. Sieveshaker, yaitu alat pengguncang saringan mekanis.
c. Oven
d. Neraca Ohaussltimbangan
e. Sikat dan kuas, membersihkan saringan.
f. Palu karet, untuk memisahkan butiran tanah.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 25
g. Air suling untuk mcncuci tanah diatas saringan no.200
D. Prosedur Percobaan
a. Ambil contoh tanah yang telah dikeringkan selama 24 jam sebanyak
300 gram.
b. Tanah tersebut dicuci diatas saringan nomor 200 sampm air yang
keluar daii saringan menjadi bening.
c. Setelah bening, butiran yang tertahan pada saringan nomor 200
dikeringkan kembali dalam oven selama 24 jam.
d. Setelah 24 jam, contoh tanah diayak dengan satu set saringan dengan
menggunakan sieveshaker selama 15 menit.
e. Timbang butiran yang tertahan pada masing-masing saringan
E. Pengolahan Data
Berat tertahan dipcrolch dari hasil penimbangan tanah yang
tertahan pada masing-masing saringan.
Jumlah berat tertahan adalah kumulatif dari berat tertahan.
Persen tertahan = (jumlah berat tertahan I berat tanah kering) x
100%. Persen lewat = I 00% - % tertahan.
Persen lewat terhadap seluruh contoh = persen lewat.
Persentase kumulatif tanah yang tertingal pada saringan ke-n
adalah jumlah persentase tanah yang tertahan sarnpai saringan ke-n.
Persentase finer = 100% - persentase komulatif.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 26
2.2.2 Analisa Hidrometer (Hydrometer Analysis)
A. Tujuan
Untuk menentukan pembagian butiran tanah yang lolos saringan nomor
200 dan lengkung gradasinya.
B. Teori Dasar
Analisa hidromcter didasarkan pada pnns1p scdimentasi
(pengendapan) butir-butir tc:.nah dalam air. Bila suatu contoh tanah dilarutkan
dalam air, partikel- partikel tanah mengendap dengan kecepatan yang
berbeda-beda tcrgantung pada bentuk, ukuran, beratnya.
C.
Per
a.
alatan
Hidrometer.
b. Gelas ukur kapasitas 100 ml dan 1000 ml.
c. Alat penumbuk
d. NazS04
e. Stopwatch
.f
g.
Water Bath
Termometer 0-50° dengan ketelitian 0,5° C h. Saringan no.200 dan PAN
l. Air suling
D. Prosedur Pcrcobaan
a. Ambil contoh tanah kering yang telah dioven, ditumbuk dan diayak
di atas saringan nomor 200.
b. Tanah yang lolos saringan nomor 200 diambil sebanyak 60 gram.
c. Siapkan gelas ukur dan masukkan tanah tersebut kedalam gelas
ukur dengan hati-hati.
d. Gelas ukur yang telah berisi tanah tadi, ditambahkan dengan
115 cc air suling + 10 cc Na2S04 secara perlahan-lahan.
e. Goncang gelas ukur perlahan-lahan jangan sampai tanah dalam
gelas ukur mengalami suspensi. Kemudian didiamkan selama 24
jam.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 27
f. Setelah 24 jam, tambahkan lagi air suling hingga volumenya
mencapai 1000 ml. g. Tutup mulut gelas ukur rapat-rapat dengan telapak tangan,
lalu jungkirbalikan gelas ukur dengan hati-hati sampai campuran
kelihatan merata, selama lebih kurang satu menit atau 60 kali bolak-
balik.
h. Setelah merata, gerakan tersebut dihentikan, gelas ukur di taruh di waterbath.
1. Masukkan hidrometer ke dalam gelas ukur secara perlahan-lahan. J. Pengamatan dengan hidrometer dimulai setelah hidrometer tenang
di dalam gelas ukur dan pada selang waktu tertentu dilakukan
pencatatan data seperti dalam tabel yang telah tersedia. Setiap
setelah pemhacaan hidrometer, amati dan catat
temperatur dengan mencelupkan termometer. Dalam melakukan
pengamatan harus hati-hati, jangan s'1mpai menimbulkan goncangan
pada gelas ukur tersebut.
E. Pengolahan Data
Rh adalah bacaan pada Hidrometer.
Zr diperoleh dengan melihat tabel bergantung kepada nilai Rh
Cari nilai K yang merupakan fungsi dari Berat jenis dan
kekentalan dan tergantung pada temperatur saat dilakukan
pengujian.
D diperoleh dengan rumus : D = [ Zr/t ] 112
Koreksi suhu (tm) diperoleh dari tabel yang tergantung
pada temperatur pengujian.
Tentukan fakter koreksi c terhadap berat jenis butiran dari tabel.
Hitung harga Rh + tm.
Hitung harga N, dengan rumus N = [ (Rh + tm) x c x 100%] I
Ws. Hitung harga N' dengan runms N' = ( N x % lolos
saringan no.200)/l 00.
Gambarkan kurva gradasinya.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 28
2.3. Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit) ASTM D 2216-80
2.3.1 Pemeriksaan Batas Cair (Liquid Limit Test)
ASTM D 423 - 66
A. Tujuan
Pemeriksaan batas catr m1 bertujuan untuk menentukan kadar air suatu
sampel tanah pada batas cair.
B. Teori Dasar
Batas cair adalah nilai kadar air dimana tanah dalam keadaan antara cair dan
plastis.
C. Peralatan
a. Alat uji batas cair standar (Casagrande).
b. Grooving tool ( Alat pembuat alur).
c. Container.
d. · Palu karet.
e. Saringan nomor 40.
f. Plat kaca ukuran 30 x 30 cm2.
g. Peralatan lainnya untuk pengukuran kadar air ( oven, neraca ) .
h. Air suling dengan tabung airnya.
D. Prosedur Percobaan
Cara Biasa
a. - Untuk tanah permukaan ambil tanah yang kering udara (Air Dry),
remah dengan palu karet lalu saring dengan ayakan nomor 40
sebanyak ±100 gram.
- Sedangkan untuk tanah uindisturbed sampel dari tabung langsung
diuji .
b. - Tanah permukaan yang Jolos ayakan nomor 40 ditumpuk diatas plat
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 29
kaca diberi air sedikit demi sedikit sehingga menjadi menjadi adonan
atau pasta yang lembut.
- Tanah Undisturbed dari tabung sampel yang telah berupa adonan
ditumpuk diatas pelat kaca
c. Adonan dimasukkan ke dalam mangkuk Casagrande dan
ratakan permukaannya.
d. Buat alur ditengah tanah yang telah diratakan tersebut dengan
grooving tool selapis rlemi selapis (maksimal enam kali) sehingga
tanah menjadi tcrbclah dua.
e. Putar handle mangkuk casagrande dengan kecepatan konstan (2
ketuk tiap detik) sambil menghitung jumh1h ketukannya dan
perhatikan gerakan adonan tanah pada mangkuk sampai merapat kira-
kira 1/2 inchi (13 mm).
Sebelum Sesudah
f. Jika jum1ah ketukannya melebihi 50 kali, tambahkan air dan ulangi
langkah kerja dari (c). Sebaliknya apabila jumlah ketukan kurang dari
50 kali, keringkan adonan atau aduk terus menerus diatas plat kaca,
kemudian ulangi dari langkah kerja. Pada percobaan ini, banyak
ketukan yang diambil adalah 15 sampai 35.
g. Diusahakan tidak menambah tanah kering pada tanah yang akan diuji.
h. Waktu pencampuran tanah 5 - 20 menit.
i. Apabila adonan merapat sekitar 13 mm sesuai dengan jumlah ketukan
yang diinginkan, contoh tanah diambil dari adonan dimasukkan ke
dalam knntainer. j. Tentukan kadar airnya.
Cara satu titik
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 30
·
N 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
(N/25)0,12 0,974 0,979 0,985 0,99 0,995 1 1,005 1,009 1,014 1,018 1,022
a. Tentukan atau cari satu keadaan pengujian yang memenuhi t d
ketukan 20 - 30 ketukan.
b. Tentukan kadar airnya (Wn)
Wn = (berat air/berat tanah kering) x 100%
c. Tentukan nilai (N/25)0 12 dari tabel. N = jumlah ketukan.
LL = Wn . (N/25)0" 12
D. Pengolahan Data
Kadar air dihitung untuk masing-masing sampel
seperti pada percobaan terdahulu (kadar air).
Setelah kadar air diperoleh, diplot ke kertas grafik semilog
dengan
jumlah ketukan sebagai sumbu-X dan kadar air sebagai sumbu-Y.
Buat garis regresi linearnya
Kadar air pada ketukan yang ke-25 menunjukkan batas cair
tanah yang diuji.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 31
2.3.2 Batas Plastis (Plastic Limit). ASTM D 424 - 59
A. Tujuan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kadar air suatu tanah
dalam keadaan batas plastis.
B. Teori Dasar
Batas plastis adalah nilai kadar air dimana tanah dalam keadaan
diantara plastis dan semi padat.
Hasil dari percobaan ini digabung dengan hasil pemeriksaan batas cair
untuk menghitung Indeks Plastisitasnya (PI). PI merupakan perbedaan antara
batas cair dan batas plastis suatu tanah, yang dirumuskan dengan :
PI= LL- PL
dimana: PI Plastic Index
LL Liquid Limit (Batas cair)
PL Plastic Limit (Batas Plastis)
C. Peralatan
a. Plat kaca 45 x 45 x 0.9 em
b. Palu karet Ayakan nomor 40 (0,42 mm).
c. Kontainer
d. Rol atau alat pengukur
e. Peralatan pengukuran kadar air ( oven dan neraca ).
f. Air suling dengan tabung aimya
D. Prosedur Percobaan
a. Untuk tanah permukaan tanah yang telah dikeringkan dalam
keadaan kering udara( AirDry), dihaluskan dengan palu karet,
kemudian disaring dengan ayakan nomor 40.
:
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 32
- Untuk tanah Undisturbed tanah dari tabung sam pel langsung diuji. b. Tanah permukaan yang lolos dari saringan nomor 40 kemudian
diletakkan di atas plat kaca, diberi air, diaduk sehingga membentuk
seperti bola (± 8 gram).
- Tanah Undisturbed dari tabung sampel yang telah berupa adonan
ditumpuk diatas pelat kaca diaduk sehingga membentuk seperti bola (± 8 gram).
c. Setelah itu digulung dengan gulungan 80- 90 gulungan per menit
(1 gulungan = 1 kali gulungan ke depan + 1 kali gulungan
ke belakang/ke posisi awal)
d. Pada saat diameter gulungan sampai 1/8 inch potong-potong
bagian gulungan menjadi 6 atau 8 bagian.
e. Lalu bagian-bagian tadi disatukan dan dibentuk lagi menjadi
bola (elips) dan kemudian digulung lagi. f. Proses penggulungan dapat dihentikan pada saat tanah
mengalami retak-retak (bisa jadi sebelum sampai diameter 1/8 inch).
g. Gulungan yang sudah tepat kadar aimya (retak) diambil
dan dimasukkan ke dalam kontainer lalu ditimbang.
h. Kemudian masukkan ke dalam oven selama 24 jam. 1. Tentukan kadar aimya.
E. Pengolahan Data
Harga kadar air diperoleh dengan cara yang sama seperti percobaan
kadar ir, yaitu:
Kadar air = Berat air I Berat tanah kering.
Catatan: Jika Nila LL atau PL tidak bisa didapatkan, laporkan harga PI sebagai
NP (NON PLASTIC)
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 33
Jika tanah mengandung banyak pasir maka dahulukan tes PL sebelumLL.
Jika PL tidak dapat ditentukan, laporan LL dan PL sebagai NP. Jika nilai PL
sama atau lebih besar dari LL laporkan PI sebagai NP.
..
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 34
2.3.3 Pemeriksaan Batas Susut (Shrinkage Limit Test)
AST!Vl D 427- 61
A. Tujuan
Mencari kadar air tanah (w.s), terhadap berat kering tanah setelah di oven,
dimana pengurangan kadar air tidak akan menyebabkan pengurangan
volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air tanah akan menyebabkan
penambahan volume massa tanah.
B. Teori Dasar
Suatu tanah akan mengalami penyusutan apabila air yang
dikandungnnya secara perlahan-lahan hilang dari dalam tanah. Dengan
hilangnya air secara terus menerus, tanah akan mencapai suatu tingkat
keseimbangan dimana penambahan kehilangan air tidak akan menyebabkan
perubahan volume. Kadar air dinyatakan dalam persen, dimana perubahan
volume suatu massa tanah berhenti didefenisikan sebagai batas susut.
(shrinkage limit).
C. Peralatan.
Evaporating disk, porselin
Spatula
Shrikage disk, datar, dari porselin
Glass, cup, pemukaan
rata plat kaca
Graduate cylinder 25 ml
Timbangan, ketelitian 0,1
gr Air raksa
Persiapkan tanah yang lolos saringan No.40 sebanyak 30 gr
D. Prosedur Percobaan
a. Letakkan contoh tanah dalam cawan dan campur dengan air
suling secukupnya untuk mengisi seluruh pori-pori tanah sehingga
menyerupai pasta, sehingga mudah diisikan kedalam cawan penyusut
tanpa membawa serta masuk gelembung udara. Banyaknya air yang
dibutuhkan supaya tanah mudah diaduk dengan consistency yang
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 35
diinginkan kira-kira sama atau sedikit lebih besar dari liquit limit.
Banyaknya air yang dibutuhkan untuk memperoleh plastic soil
dengan consistency yang diinginkan , mungkin lebih besar dari WLL
(kira-kira 10 % lebih besar dari WLD
b. Bagian dalam dari cawan penyusut dilapisi tipis dengan Vaseline untuk mencegah melekatnya tanah pada cawan. Contoh tanah yang sudah dibasahi tadi, kira-kira 113 volume
cawan diletakkan ditengah-tengah cawan, dan tanah dibuat mengalir
kepinggir dengan cara mengetuk-ngetuk cawan penyusut diatas
permukaan yang kokoh diberi bantalan beberapa lembar kertas. Kemudian
setelah tanah yang diketuk tadi menjadi padat dan semua udara yang
terdapat didalamnya terbawa kepermukaan, tambahkan lagi 113 tanah
kedalam cawan penyusut dan lakukan hal yang sarna sampai cawan
penyusut penuh.
c. Setelah diratakan dan dibersihkan, ditimbang dengan segera Cawan penyusut + Tanah basah = A gram Pasta tanah dibiarkan mengering diudara sehingga warna pasta tanah bembah dari tua menjadi muda. Lalu dimasukkan kedalam oven
sampai kering. Setelah kering lalu timbang
Berat cawan + Tanah kering = B gram. Timbang berat cawan kosong,bersih dan kering = C gram
d. Volume cawan = volume tanah basah, diukur dengan mengisi penuh
cawan penyusut dengan air raksa sampai meluap, buang kelebihan air raksa
dengan menekan kaca kuat kuat diatas cawan. Kemudian ukur dengan
menggunakan gelas ukur banyaknya air raksa yang tinggal dalam cawan
penyusut sehingga didapatkan isi tanah basah = V
e. Volume tanah kering diukur dengan mengluarkan tanah kering dari
cawan penyusut lalu dicelupkan kedalam cawan gelas yang penuh dengan
air raksa.
Caranya sbb:
Cawan gelas diisi penuh dengan air raksa dan kelebihan air raksa
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 36
dibuang dengan menekan plat kaca diatas cawan gelas.
Air raksa yang melekat diluar cawan gelas dibersihkan dengan
benar.
Lcta.kkan cawan gelas yang berisi air raksa itu kedalam cawan
gelas yang lebih besar.
Letakkan tanah kering diatas air raksa pada cawan gelas.
Tekan dengan hati-hati tanah kering itu kedalam air raksa
dengan menggunakan plat kaca, sampai plat kaca rata dengan
bibir cawan.
Perhatikan jangan sampai ada udara yang terbawa masuk kedalam air
Air raksa yang tumpah, diukur volumenya dengan gelas ukur,
sehingga didapat Volume tanah kering = Vs E. Pengolahan Data.
a. Kadar Air W=(Ww/Ws)x100%
Dimana : Ww = (A-B) gram
Ws = (B-C) gram
b. ShrinkageLimit=Wsl=W-( V- Vs x 100%) Ws
Catt: untuk basil yang lebih meyakinkan percobaan ini sebaiknya dilakukan 3 kali
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 37
Benda uji
Benda uji tanah asli dari tabung contoh. Contoh tanah asli dari dalam
tabung ujungnya diratakan dan cincin cetak benda uji ditekan pada
ujung tanah tersebut, tanah dikeluarkan secukupnya untuk tiga
benda uji. Pakailah bagian yang rata sebagai alas dan ratakan bagian
atasnya.
D. Prosedur Percobaan
a. Timbang benda uji dcngan cincinnya..
b. Masukkan benda uji kedalam cincin pemeriksaan yang telah
terkunci menjadi satu dan pasanglah batu pori dan kertas pori pada
bagian atas dan bawah benda uji di dalam kotaknya. Kotak yang
berisi benda uji tcrscbut dilctakkan pada alat Direct Shear.
Masukkan air dan jenuhkan.
c. Stang penekan dipasang pada arah vcrtikal untuk memberikan
beban normal pada benda uji.
d. Penggeser benda uji dipasang pada arah mendatar untuk
memberikan beban mendatar pada bagian atas cincin pemeriksaan.
Atur pembacaan arloji geser sehingga menunjukkan angka nol.
e. Dengan beban normal seberat 3320 gram, pembebanan geser
diberi dengan cara memutar handle pada alat secara konstan.
f. Lakukan pembacaan dial pada regangan tertentu (kelipatan 1%)
sampai terjadi keruntuhan, dimanajaruiiL.'l.ya sudah membalik..
g. Lakukan hal yang sama pada benda uji kedua sebesar 2x
beban normal yang pertama dan lakukan juga untuk benda uji ketiga
dengan beban tiga kali beban normal yang pertama.
E. Pengolahan Data
Hitung gaya geser P dengan jalan mengalikan pembacaan arloji
dengan angka kalibrasi cincin penguji, hitunglah tegangan geser
maksimum 't
yaitu gaya geser maksimum dibagi luas bidang geser.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 38
t = Pmax I A
t : tcgangan gcscr maksimum
Pmax : gaya geser maksimum (Kg)
A : luas bidang geser benda uji
- Buatlah grafik hubungan antara tekanan normal cr dengan tegangan
geser maksimum , sesuai dengan persamaan :
= c + cr tan Φ
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 39
2.5 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compressive Strength Test) ASTM D 2166-66
A. Tujuan
a. Pemeriksaan ini dimaksud untuk menentukan kekuatan tekan
bebas (tanpa ada tekanan horizontal-tekanan samping), qu dalam
keadaan a.sli maupur. buatan (remou!ded).
b. Menentukan derajat kepekaan tanah atau Sensitivity, (ST).
B. Teori Dasar
Metoda pengujian ini meliputi penentuan nilai kuat tekan bebas
(Unconfined Comprenssive Strength Test) Qu untuk tanah kohesif, dari benda
uji asli (undisturbed) maupun buatan (remoulded or recompacted
samples). Yang dimaksud dengan kuat tekan bebas (qu) ialah besamya beban
aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan (beban
maksimum), atau bila regangan aksial telah mencapai 15 %.
C. Peralatan
a. Pesawat tekan bebas (Unconfined Compressive Machine)
b. Ekstruder.
c. Alat pencetak sampel berbentuk silinder,dengan tinggi 2x diameter.
d. Pisau tipis dan tajam.
D. Prosedur Percobaan
Persiapan Percobaan :
a. Contoh tanah asli diambil dengan alat pencetak sample .
b. Kedua ujung contoh diratakan , kemudian didorong keluar
dengan memakai piston.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 40
Pelaksanaan Percobaan :
a. Siapkan pesawat tekan bebas (Unconfined Compression Test).
b. Contoh tanah diletakkan pada pesawat UCST jalankan.
c. Setiap pembacaan arloji dengan kelipatan 0,70 mm
dilakukan pembacaan pada dial beban.
d. Percobaan dilakukan sampai teijadi keruntuhan pada sample.
Selanjutnya !'::ampel yang telah hancur tersebut dicetak lagi untuk
percobaan remoulded, dengan syarat massa dan berat tanah
sama seperti diatas.
e. Percobaan a sampat d diulangi lagi untuk sampel yang emoulaed
(buatan).
E. Pengolahan Data
Besamya regangan aksial dihitung dengan rumus :
ε = ΔL/Lo
dimana: ε regangan aksial (%)
ΔL
L0
Perobahan panjang benda uji
Panjang benda uji semula ( )
Luas penampang benda uji rata-rata :
A = Ao I {1- E)
Dimana: Ao: Luas Penampang benda uji semula (cm2)
Tegangan normal dihitung dari:
σ = P I A (Kg I cm2 )
P = n. X (Kg)
X = angka kalibrasi dari cincin penguji (proving ring)
Buat kurva harga tekanan bebas, qu (Kg/cm2) terhadap regangan
untuk kondisi undisturbed dan remoulded
Hitung sensitifitas tanah.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 41
2.6 Pemeriksaan Pemadatan ASTM D 3441-86
A. Tujuan
Untuk menentukan harga berat volume kering maksimum dan harga
kadar air optimum dari contoh tanah dengan energi tertentu.
B. Teori Dasar
Beberapa istilah penting dalam percobaan pemadatan di laboratorium
yaitu : Pemadatan (compaction) yaitu proses merapatkan butiran
tanah secara mekanis, yang menyebabkan keluamya udara
dari ruang pori, sehingga meningkatkan kepadatan tanah.
Kadar air optimum (optimum moisture content-OMC) yaitu kadar
air dari suatu contoh tanah, yang jika dipadatkan dengan
energi pemadatan tertentu akan menghasilkan nilai kepadatan
maksimum (Y dry maks).
Kepadatan kering maksimum (maximum dry density-ydry rnaks)
yaitu kepadatan kering yang dipadatkan, jika suatu contoh
tanah dengan kadar air optimum dipadatkan dengan energi
tertentu.
Pemadatan relatif (relative compaction) yaitu persentase
perbandingan antara Ydry yang dicapai dilapangan terhadap
Ydry maks yang didapat dari percobaan dilaboratorium.
Garis kejenuhan (saturation/zero air void line-ZAVL) yaitu garis
yang menunjukkan hubungan antara Ydry dan kadar air (w)
untuk tanah dalam keadaan jenuh.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 42
Macam Standard Mod
diamete 4in 4intinggi 4.6 in 4.6 inberat 5.5 101bs
tinggi 1 ft 1.5 ftProctor Jumlah lapisan 3 5
Jumlah 25 kali 25 kaliEnergi ±12.400 ±56.000
diamete 6in 6intinggi Sin Sinberat 5.5 101bs
tinggi 1 ft 1.5 ftAASHTO Jumlah lapisan 3 5
Jumlah 55 kali 55 kaliEnergi ±12.400 ±56.000
Palu
Palu
Mold
Mold
Energi yang digunakan dihitung dari :
E = jumlah pukulan xjumlah lapisan x tinggij:1tuh x berat Hammer
volume mould
Percobaan pemadatan standard masih banyak dipakai untuk
pembuatan jalan, bendungan tanah. Tetapi untuk pembuatan landasan
lapangan terbang, jalan raya, kepadatan yang dicapai dengan standard
belum cukup, dalam hal ini dipakai Modified Compaction Test.
Ukuran mould yang digunakan dapat berbeda asalkan energi yang
digunakan tetap, yaitu dengan menambah jumlah pukulan. Jumlah pukulan
untuk mould dengan diameter 4" adalah 25 kali pukulan per lapis,
untuk mould 6" jumlah pukulan mcnjadi (614i x 25 =55 kali pukulan per
lapis.
C. Peralatan
1. Alat kompaksi
a. Mould dengan diameter 4" dan tinggi 4,6".
b. Hammer dengan berat 5,5 lbs dan tinggi jatuh 1 ft.
2. Sprayer untuk menyemprot air ketanah.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 43
3. Saringan No.4.
4. Oven, desicator, container. 5. Sendok perata, kertas, kantong plastik. 6. Pisau Scoop, palu karet. 7. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram.
D. Prosedur Percobaan
Persiapan
a. Sediakan contoh tanah ± 50 kg yang diambil dari
lapangan ( bersih dari akar dan kotoran lain ).
b. Tanah dijemur sampai kering udara ( air drained).
c. Ayak dengan saringan No.4, timbang masing-
masing 2 Kg untuk 7 buah sampel.
d. Estimasi kadar air optimum ( OMC ) dengan
menggunakan grafik yang berdasarkan nilai LL dan PL
+ OMC estimasi.
e. Hitung kadar air awal masing - masing contoh sampel ( contoh
sampel 1 - 7 ).
f.
OMC-7% OMC-5% OMC-3% OMC estimasi
OMC+2%
OMC+4%
OMC+7%
Wrl
Wr2
Wr3 Wr4 W Wr6
Wr7
Buat contoh sampel dengan kadar air seperti diatas ( kadar air rencana=Wr)
g. Penambahan kadar air dapat dilakukan sebagai berikut:
Jika : Bcrat tanah = 2000 gr ( 2 Kg ) Kadar air awal = Wo(%)
Kadar air rencana = Wr
ΔW = 2000 gram x ( Wr- Wo ) 1 +Wo
ΔW = ........... gram = ............ cc
h. Lakukan penambahan kadar air untuk ke 7 benda uji.
1. Masukkan ke 7 benda uji kedalam kantung plastik tertutup dan
biarkan selama 24 jam.
J. Siapkan alat percobaan.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 44
Pelaksanaan Pemadatan
a. Ambil contoh tanah yang telah dipersiapkan selama 24 jam tadi.
b. Timbang berat mould.
c. Olesi mould dengan olie. Masukkan contoh tanah pertama. Kemudian
contoh tanah diatur sampai tiga lapisan, masing-masing ditumbuk
25 kali merata di atas tiap-tiap lapisan dengan penumbuk standar
(berat 5,5 lbs) dan tinggi jatuhnya 1 ft di dalam mould 4 inci yang
telah dipasang. Dan spacer disk harus dilapisi kertas yang telah
diolesi oli agar tanah tidak melekat ketika membuka mould.
d. Setelah contoh tanah dalam mould padat, pengikat dibuka dan
permukaannya diratakan dengan pisau perata.
e. Timbang mould beserta isinya diperoleh W tanah + mould.
£ Ambil sedikit contoh tanah bagian atas, tengah dan bawah
mould kemudian dimasukkan ke dalam kontainer, untuk
diperiksa kadar aimya, sehingga ada 7 x 3 contoh.
g. Timbang contoh tanah + kontainer dengan neraca kemudian
dimasukkan kedalam oven selama 24 jam.
h. Setelah 24 jam kontainer ditimbang lagi sehingga diperoleh
kadar aimya.
1. Lakukan urutan diatas untuk keenam contoh lainnya dan
pengamatan dan perhitungan dibuat secara tabelaris.
E. Pengolahan Data
W ( tanah basah ) = W ( mould+ contoh tanah ) - W mould
W dry = ( W contoh basah x 100 ) I ( 100 + w )
yd = ( W dry I V mould) gram I cm3
Plot grafik antara yd vs w dimana akan didapat yd maksimum dan
w optimum, yang artinya dimana tercapai kepadatan maksimum
dengan kadar air optimum.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 45
Untuk mendapatkan "zero air void line" dipakai rumus:
d = Gs.w/(1+w.Gs) dimana: yd : Berat isi kering
Gs: Spesific Gravity (Berat Jenis).
Yw : Berat isi air w : Kadar air
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 46
2.7. Pemeriksaan CBR Laboratorium ASTM D 1883-87
A. Tujuan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan CBR tanah dasar
dan campuran agregat yang dipadatkan di laboratorium pada kadar air tertentu.
B. Teori Dasar
Percobaan ini bersifat empiris, yaitu mengukur tahanan geser tanah
pada kondisi kadar air dan kepadatan tertentu, untuk menentukan nilai kekuatan
(daya dukung) relatif tanah dasar atau bahan - bahan lain yang
dipakai untuk perkerasan, yang dinyatakan dalam nilai CBR.
Nilai CBR (California Bearing Ratio) adalah perbandingan antar bebun
penetrasi dari bahan tetentu terhadap beban standar, untuk kedalaman
dan kecepatan penetrasi tertentu, dan dinyatakan dalam persen (%).
C. Peralatan
1. CBR Test Set berkapasitas sekurang-kurangnya 5 ton.
2. Cetakan logam bt:rbentuk silinder dengan diameter dalam 152,4
± 0,6609 mm ( 6" ± 0,0026 ") dengan tinggi 177,8 ± 0,13 mm
(7" ± 0,005") Cetakan harus dilengkapi dengan leher sambungan
dengan tinggi 50,8 (2,0") dan keping lubang tidak lebih dari 1,59
mm (1116").
3. Piringan pemisah dari logam (spacer disk) dengan diameter
150,8 (515/16) dan tebal61,4 (2,416").
4. Alat penumbuk sesuai dengan Cara Pemeriksaan Pemadatan.
5. Keping beban dengan berat 5 Kg @ 1,25 Kg sebanyak 4
keping, diameter 194,2 mm (5 7/8") dengan lubang tengah
diameter 54,0 mm ( 2 118").
6. Torak penetrasi dari logam berdiameter 49,5 mm (1,95"), luas
1935 mm2 (3") dan panjang tidak kurang dari 101,6 mm (4").
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 47
7. Satu buah arloji pengukur penetrasi. peralatan lain
seperti : talam, alat perata.
8. Alat Timbang.
9. Stopwatch. Benda uji Benda uji harus dipersiapkan menurut Cara Pemeriksaan Kepadatan Standar. Ambil
contoh kira-kira 5 Kg, sebanyak 3 sampel, cari kadar aimya. Dengan kadar air
rencana yang mengasilkan kadar air optimum pada pemadatan, cari jumlah
penambahan air pada benda uji CBR dengan cara yang sama pada pemadatan.
Pasang cetakan pada keping alas dan timbang, masukkan piringan pemisah (spacer disk) di atas keping alas dan pasang kertas di atasnya. Ambil contoh tanah sebelum dilakukan penumbukkan, masukkan ke dalam kontainer,
kemudian timbang.
Cetakan diolesi dengan oli secara merata agar tanah tidak lengket ke cetakan sewaktu
dibuka.
Masukkan bahan kedalam cetakan I mould, perkirakan cetakan dibagi atas tiga
lapisan.
Padatkan bahan tersebut di dalam cetakan dengan penumbuk modifikasi. Untuk bahan pertama ditumbuk 12 kali tiap lapis, bahan kedua 26 kali tiap lapis dan
bahan ketiga 56 kali tiap lapis.
Buka leher sambungan dan ratakan tanah dengan alat perata.
Timbang tanah cetakan. Keluarkan piringan pemisah, balikkan dan letakkan pada
mesin uji CBR. I
D. Pelaksanaan
Letakkan keping pemberat di atas permukaan benda uji seberat minimal 5
Kg @ 1,25 Kg sebanyak 4 buah.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 48
Kemudian atur torak penetrasi pada permukaan benda uji sehingga arloji
beban menunjukkan beban pennulaan sebesar 5 Kg. Pembeban pennulaan ini
diperlukan untuk menjamin bidang sentuh yang sempuma antara torak
dengan pennukan benda uji, kemudian arloji penunjuk beban dan arloji
pengukur penetrasi di nol kan.
Berikan pembebanan dengan teratur sehingga kecepatan penetrasi
mendekati kecepatan 1,27 mm pennenit.
Catat pembacaan pembebanan pada penenetrasi 0,312 mm; 0,62 mm; 1,25
mm; 0,187 mm; 2,5 mm; 3,75 mm; 5 mm; 7,5 mm; 10 mm; 12,5 mm.
Catat pembebanan maksimum dan penetrasinya bila pembebanan
maksimum terjadi sebelum penentrasi 12,5 m.
Keluarkan benda uji dari <..:etakan dan tentukan kadar air dari lapisan atas
dan bawah benda uji, kemudian rata-ratakan.
E. Pengolahan Data
Hitung pcmbcbanan dalam (lb/in2) dan gambarkan grafik terhadap beban
penetrasi. Pada beberapa keadaan pennulaan dari kurva beban cekung akibat dari
ketidakteraturan pennukaan atau sebab lain. Dalam keadaan ini titik nolnya harus
dikoreksi dengan cara penggeseran..
Pencarian angka konversi untuk untuk lb/in2 ,misal :
Pembacaan dial beban = 70 Kg = 0,7 N
Diameter torak = 5.0292 em
Luas torak =1/4 (5.0292)2 = 19.855 cm2
CBR pada penurunan 0.1" (2.54 mm) = Bacaan beban pada grafik Luas Torak x 6.9Mpa
CBR pada penurunan 0.2" (5.08 mm) = Bacaan Beban pada grafik Luas Torak x 10.3Mpa
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 49
2.8. Konsolidasi ASTM D 2435-70
.,
A. Tujuan
Tujuan percobaan adalah untuk mengetahui kecepatan konsolidasi dan
besamya penurunan tanah apabila tanah mendapatkan beban, keadaan tanah di
samping tertahan dan diberi beban drainase arab vertikal.
B. Teori Dasar
Dengan demikian, peristiwa konsolidasi dapat didefinisikan sebagai proses
mengalimya air keluar dari ruang pori tanah dengan kemampuan lolos air
(permeabilitas) rendah, yang menyebabkan terjadinya perubahan volume, sebagai
akibat adanya tegangan vertikal tambahan, yang disebabkan oleh beban luar.
Kecepatan perubahan volume pada proses konsolidasi selain tergantung
pada besaran tegangan vertikal tambahan, juga sangat ditentukan oleh
kemampuan lolos air (permeabilitas) tanah
C. Peralatan
a. Konsolidometer yang terdiri dari:
Tempat tanah
Batu pori atas dan bawah
Arloji pengukur perubahan tebal tanah.
b. Perlengkapan pembebanan.
c. Alat potong dan alat bubut tanah ( Extruder ). d. Perlengkapan untuk pemeriksaan kadar air dan perlengkapan
umum lainnya.
e. Stopwatch. f. Tabung air dan air suling.
:
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 50
D. Prosedur Percobaan
Dengan menggunakan extruder dorong contoh tanah undisturbed keluar
dari tabung contoh tanah masuk kecincin cetak. Kemudian potong rata, tanah
bagian at2.S dan bawah cincin.
a. Kemudian keluarkan contoh tanah tersebut dari cincin cetak
dengan hati-hati dan hindarkan dari gangguan yang dapat
menyebabkan terjadinya perubahan kepadatan tanah (berat isi
kering).
b. Tempatkan benda uji tersebut dalam konsolidometer. Bagian atas
dan bawah benda uji diletakkan batu berpori dengan terlebih
dahulu melapisinya dengan kain.
., c. Tempatkan sel konsolidasi yang telah berisi benda uji pada
tempatnya pada rangkaian pembebanan.
d. Isilah sel konsolidometer dengan air suling pada waktu antara
1 sampai 4 menit untuk penjenuhan. Jagalah agar selama
percobaan benda uji selalu terendam air dengan muka air sama
tinggi dengan permukaan atas benda uji.
e. Aturlah dengan sekrup pengatur penahan lengan beban
sehingga lengan terangkat keatas, tetapi bagian atas jangan sampai
mati untuk memberikan kesempatan seandainya tanah itu masih
mengembang.
f. Atur alat penekan beban diatas benda uji dan aturlah arloji
pengukur penurunan.
g. Pasang beban sehingga tekanan pada benda uji sebesar 0,1 kg/cm2 •
h. Turunkan sekrup pengatur lengan beban sehingga
beban mulai bekerja.
1. Jalankan stopwatch dan baca arloji pengukur penurunan pada waktu-
waktu (angka yang dapat ditarik akarnya) sbb:
J. 0 menit; 0,25 menit ; 1 menit; 2,25 menit; 4 menit; 6,25 menit ;
9 menit ; 12,25 menit ; 16 menit ; 25 menit ; 36 menit ; 49
menit ; 64 menit ; 81 menit dan 100 menit, terakhir 24 jam.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 51
k. Sete!ah pembacaan 24 jam tambahkan beban sehingga tekanan
pada tanah menjadi 0,2 kg/cm . Amati penurunan arloji
pengukur pada waktu-waktu diatas. Biarkan beban ini bekerja
selama 24 jam.
1. Lanjutkan setiap kali penambahan beban sehingga tekanan
pada tanah b rturut-turut menjadi 0,4 ; 0,8 kg/cm2 selang waktu
24 jam.
m. Untuk pengembangan kurangi bebannya Iakukan juga
pembacaan arlojinya. Pada percobaan kami beban yang
ditinggalkan hany<. 6640 gram dengan tekanan pada tanah
menjadi 0,1 kg/cm2
n. Untuk menghindarkan penggoncangan, maka pada setiap
penambahan beban putarlah sekrup penahan lengan sampai
menyentuh lengan yang dapat dilihat pada bergeraknya arloji
ukur.
E. Pengolahan Data
a. Diketahui
Beratjenis tanah (Gs)
Kadar air tanah (Wo)
Diameter cincin
Luas cincin
Tinggi cincin
Volume cincin
Ditimbang:
Berat cincin Berat cincin + tanah basah
Pengolahan data dibuat secara tabelaris.
b. Untuk mendapatkan harga P (tekanan) adalah beban dibagi dengan luas ring dalam satuan kg/cm2•
c. Menghitung koefesien konsolidasi Cv:
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 52
))
A
Gambarkan grafik antara pembacaan arloji /angka penurunan (sebagai ordinat)
dan akar waktu dalam menit (sebagai absis) untuk setiap/semua tahap beban.
d. Cari titik ...ft9o (waktu konsolidasi 90%)dengan cara:
Tarik I perpanjang bagian lurus awal grafik sampai memotong
sumbu horizontal di B.
Plot titik C pada jarak 1,15 kali OB.
Hubungkan titik A dan C , Garis AC akan memotong grafik di D. Titik D adalah nilai ...ft9o.
Hitung Cv dengan: Cv = 0,848 d2/t 90.
Dimana d adalah setengah tinggi contoh tanah rata-rata
untuk tahap beban tersebut (ern).
e. Gambar grafik antara pressure (kg/cm2) vs void ratio (e) dan
antarapressure (kg/cm 2)vs Cv
f. Untuk menghitung OCR:
Setelah digambar tekanan P vs angka pori e pada kertas semi
log, tenh:kan titik a dimana kurva/grafik mempunyai jari-jari
kelengkungan yang minimum.
Gambar garis datar AB.
Gambar garis AD yang merupakan garis bagi BAC.
Perpanjang bagian akhir kurva yang merupakan garis lurus
hingga memotong AD dititik f.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 53
Absis untuk titik f adalah besamya tekanan pra konsolidasi (Pc).
Hitung OCR dengan rumus:
OCR = Pc/Po, Dimana Po adalab tekanan efektif tanah 2.9. Triaxial Test
ASTM D 2850-70
A. Tujuan
Percobaan ini dimaksudkan untuk menentukan parameter-parameter
tanah, yaitu sudut geser (¢) dan kohesi (c). Dengan sistem percobaan
Uncosolidated Undrained (UU test).
B. Peralatan
a. Pesawat Triaxial.
b. Penghisap Udara.
c. Kompresor.
d. Pengukur Tegangan air pori.
C. Persjapan Percobaan
a. Reservoir harus terisi penuh.
b. Semua keran harus ditutup, begitu pula manometer.
c. Sambungan-sambungan diperiksa, jangan sampai ada kebocoran
atau kotoran.
d. Sampel dikeluarkan dari tabung sesuai dengan besamya contoh
waktu sampling.
e. Masukkan kedalam cutter soil yang sebelumnya telah dilumuri
dengan oli supaya Iicin, sehingga tidak teijadi loncatan, kemudian
ujungnya diratakan. Ukuran untuk sampel dapat ditentukan sebagai
berikut :
Diameter minimal33 mm, partikel terbesar 1/10 D
Untuk Diameter 71 mm atau lebih, partikel terbesar 1/6 D
Bila setelah tes ditemukan partikel yang ukurannya
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 54
melebihi persyaratan, catat laporannya
D. Prosedur Percobaan.
a. Sediakan 2 sampel.
b. Letakkan sampel pada piring dari chamber dialasi dengan kertas pori.
c. Membran karet dimasukkan kedalam tabung yang mempunyai saluran
penyedot udara.
d. Udara dikeluarkan dengan vacuum sampai membran karet melewati
tepi tabung.
e. Masukkan sampel kedalam tabung tersebut, setelah
itu ambil tabung hingga sampel akhimya terselubungi
oleh membran karet.
f. Setelah chamber dipasang, air diisi kedalam hingga penuh
menggunakan kompresor.
g. Chamber ditutup agar tidak teijadi kebocoran.
h. Tegangan sel untuk sampel 1 dibuat sama dengan keadaan lapangan,
yaitu tekanan tanah setinggi h. Ini dapat dibaca pada diapressure.
1. Untuk tes ke-2, tegangan axial= h + 0,5.
J. Pada waktu-waktu tertentu, baca gaya axial pada prooving ring.
k. Usahakan agar tekanan axialnya bekeija secara teratur, pada waktu
tertentu (t) dengan kecepatan 2% dari contoh tanah (#3" per menit).
I. Baca tegangan air pori.
m. Percobaan dihentikan bila pembacaan pada prooving ring dial telah
turun atau mencapai 20% strain.
n. Tes 2 dan tes 3 dilakukan sama dengan tes 1, dan chamber pressure
yang berbeda. E. Pengolahan Data
a. Beban (P) = Dial Reading x calibration.
b. qu =
c. Sf = Derajat Kepekaan
=
d. Axial Stress:
ε = Deformasi
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 55
A = Luas
Dengan cara yang sama, lakukan perhitungan untuk sampel 2. 2.10 Uji Permeabilitas (Permeability Test)
ASTM D 2434-68
A. Tujuan.
Untuk menentukan koefisien permeabilitas (K) dari suatu contoh
tanah berbutir halus seperti pasir halus, lanau dan lempung
B. Teori Dasar.
Semua macam tanah terdiri dari butir dengan ruangan-ruangan yang
disebut pori (voids) antara butir tersebut. Pori ini selalu berhubungan satu
dengan yang lain, sehingga air dapat mengalir melalui ruangan pori tersebut,
proses ini disebut rembesan atau kemampuan tanah untuk dapat dirembes air,
disebut juga daya rembesan (permeability).
Masalah rembesan air dalam tanah sangat penting dalam bidang teknik sip;I,
misalnya pada pembuatan tanggul atau bendungan untuk menahan air. Metode tes
ini meliputi prosedur untuk menetapkan koefisien permeabilitas dengan cara
falling head unttik aliran air yang berbutir halus sehingga sesuai dengan aslinya
dilapangan.
C. Peralatan.
a. Alat permeabilitas
b. Batu pori
c. Buret atau tabung gelas ukur lengkap dengan pemegangnya
d. Stopwatch
e. Termometer
f. Kertas saring
g. Lem kayu
D. Prosedur Kerja
I. Ukur dan catat diameter dalam dari buret dan permeameter.
2. Timbang berat permeameter ditambah batu pori dan kertas saring
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 56
sampai ketelitian 0,1 gr.
3. Masukkan contoh tanah kedalam permeameter dengan terleb1h dahulu
menempatkan batu pori dibagian atas dan bawah dari permeameter,
sehingga benda uji yang sudah dilapis kertas saring terapit oleh kedua
batu pori.
4. Timbang permeameter yang telah berisi contoh tanah, batu pori dan
kertas saring.
5. Celah antara contoh tanah dan permeameter diberi lem kayu agar
air tidak dapat lewat melalui celah-celahnya.
6. Letakkan permeameter yang telah berisi benda uji pada posisinya
kemudian ditutup dan dihubungkan dengan buret.
7. Tutup kran pada buret dan isi buret dengan air.
8. Jenuhkan contoh tanah dengan cara membuka kran pada buret dan
membiarkan air mengalir melalui contoh tanah sehingga air
keluar dari bawah permeameter.
9. lsi kembali buret dengan air sehingga suatu ketinggian dan ukur tinggi
muka air tersebut dari ujung bawah contoh tanah untuk mendapatkan
ht.
10. Alirkan air drut tekanlah stopwatch.
Biarkan air mengalir melalui contoh tanah hingga air dalam buret
hampir kosong atau hingga ketinggian tertentu.
Stop aliran air dan tekanlah stopwatch, baca tinggi muka air pada
buret untuk mendapatkan nilai h2 .
11. Ukur dan catat suhu air dalam buret.
12. Buret diisi kembali dengan air dan percobaan diulangi 2 kali lagi.
Nilai h 1 dan h2 diambil sama.
Catat suhu air dalam buret untuk setiap percobaan.
E. Perhituagan.
a. Hitung koofesien permeabilitas pada temperature percobaan
(kt) dari rumus:
, ..
/
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 57
dimana: a = Luas Permukaan (cm2)
L = Panjang contoh tanah yang dilewati air (cm)
A = Luas contoh tanah dalam permeatmeter (cm2)
t = Waktu berlangsungnya pembacaan h1 dan h2 (detik)
h1 = tinggi muka air pada awal percobaan (t=0)
h2 = tinggi muka air pada akhir percobaan (t=t test)
b. Hitung koofesien permeabilitas pada temperature 20° C (k 20 ) dari
rumus
dimana:
η T = Viscositas air pada temperature T
η 20 = Viscositas air pada temperature 20°
c. η T / η 20 tercantum dalam table koreksi viscositas.
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 58
TABEL 1. Sifat Air Suling Tabel 2. Faktor Koreksi a Terhadap
Berat Jenis Butiran
Temperatur Berat Jenis Air Kekentalan Air Berat Jenis Butiran TanahoC (gr/cm3) (Polse) (gr/cm3)
4 1,00000 0,01567 2,85
16 0,99897 0,01111 2,80
17 0,99880 0,01083 2,75
18 0,99862 0,01056 2,70
19 0,99844 0,01030 2,65
20 0,99823 0,01005 2,60
21 0,99802 0,00981 2,55
22 0,99780 0,00958 2,50
23 0,99757 0,00936
24 0,99733 0,00914
25 0,99708 0,00894
26 0,99682 0,00874
27 0,99655 0,00855
28 0,99627 0,00836
29 0,99598 0,00818
30 0,99568 0,00801
TABEL 3. Faktor Koreksi Terhadap
Temperatur
TemperaturoC
15 ‐1,10
16 ‐0,90
17 ‐0,70
18 ‐0,50
19 ‐0,30
20 0,00
21 0,20
22 0,40
23 0,70
24 1,00
25 1,30
26 1,65
27 2,00
28 2,50
29 3,05
30 3,80
1,02
1,04
TABEL KALIBRASI HIDROMETER
Cr = tm
axc
Faktor Koreksi a Terhadap
0,96
0,97
0,98
0,99
1,00
1,01
...
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 59
Tabel 4. Harga K Untuk Berbagai Berat Jenis Butiran Tanah
Dan Temperatur
TemperaturoC 2,5 2,55 2,6 2,65 2,7 2,75 2,8 2,85
16 0,0151 0,0148 0,0146 0,0144 0,0141 0,0139 0,0137 0,0136
17 0,0149 0,0146 0,0144 0,0142 0,014 0,0138 0,0136 0,0134
18 0,0148 0,0144 0,0142 0,014 0,0138 0,0136 0,0134 0,0132
19 0,0145 0,0143 0,014 0,0138 0,0136 0,0134 0,0132 0,0131
20 0,0143 0,014 0,0139 0,0137 0,0134 0,0133 0,0131 0,0129
21 0,0141 0,0139 0,0137 0,0135 0,0133 0,0131 0,0129 0,0127
22 0,0140 0,0137 0,135 0,0133 0,0131 0,0129 0,0128 0,0126
23 0,0138 0,0134 0,0134 0,0132 0,013 0,0128 0,0126 0,0124
24 0,0137 0,0134 0,0132 0,013 0,0128 0,0126 0,0125 0,0123
25 0,0135 0,0133 0,0131 0,0129 0,0127 0,0125 0,0123 0,0122
26 0,0133 0,0131 0,0129 0,0127 0,0125 0,0124 0,0122 0,012
27 0,0132 0,013 0,0128 0,0126 0,0124 0,0122 0,012 0,0119
28 0,0130 0,0126 0,0126 0,0124 0,0123 0,0121 0,0119 0,0117
29 0,0129 0,0127 0,0125 0,0123 0,0121 0,012 0,0118 0,0116
30 0,0128 0,0126 0,0124 0,0122 0,012 0,0118 0,0117 0,0115
TABEL 5. Nilai L (Kedalaman Efektif Dalam cm) Untuk Digunakan Pada
Rumus Stokes Untuk Analisa Butiran Tanah Menggunakan
Hidrometer ASTM D 152H
0
1 21 41
2 22 42
3 23 43
4 24 44
5 25 45
6 26 46
7 27 47
8 28 48
9 29 49
10 30 50
11 31 51
12 32 52
13 33 53
14 34 54
15 35 55
16 36 56
17 37 57
18 38 58
19 39 59
20 40 60
13,5
13,3
13,2
13,0
14,5
14,3
14,0
14,2
13,8
13,7
15,5
15,3
15,2
15,0
14,8
14,7
16,3
16,1
16,0
15,8
15,6
10,5
10,4
10,2
10,1
9,9
9,9
11,5
11,4
11,2
11,1
10,9
10,7
12,5
12,4
12,2
12,0
11,9
11,7
6,8
6,6
6,5
Kedalaman
Efektif (L)
12,9
12,7
7,8
7,6
7,4
7,3
7,1
7,0
8,8
8,6
8,4
8,3
8,1
7,9
9,6
9,4
9,2
9,1
8,9
Berat Jenis Butiran Tanah (gr/cm3)
TABEL KALIBRASI HIDROMETER
Pembacaan Pembacaan PembacaanKedalaman
Efektif (L)
Kedalaman
Efektif (L)
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 60
TABEL 7.
C 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
10 1,3012 1,2976 1,2940 1,2903 1,2867 1,2831 1,2795 1,2759 1,2722 1,2686
11 1,2650 1,2615 1,2580 1,2545 1,2510 1,2476 1,2441 1,2106 1,2371 1,2336
12 1,2301 1,2268 1,2234 1,2201 1,2168 1,2135 1,2101 1,2068 1,2035 1,2001
13 1,1968 1,1936 1,1905 1,1373 1,1841 1,1810 1,1777 1,1746 1,1714 1,1683
14 1,1651 1,1621 1,1590 1,1560 1,1529 1,1499 1,1469 1,1438 1,1408 1,1377
15 1,1347 1,1318 1,1289 1,1260 1,1231 1,1202 1,1172 1,1143 1,1114 1,1085
16 1,1056 1,1028 1,0999 1,0971 1,0943 1,0915 1,0887 1,0859 1,0803 1,0802
17 1,0774 1,0747 1,0720 1,0693 1,0667 1,0640 1,0613 1,0586 1,0560 1,0533
18 1,0507 1,0480 1,0454 1,0429 1,0403 1,0377 1,0351 1,0325 1,0300 1,0274
19 1,0248 1,0223 1,0198 1,0174 1,0149 1,0124 1,0099 1,0074 1,0050 1,0025
20 1,0000 0,9976 0,9952 0,9928 0,9904 0,9881 0,9857 0,9833 0,9809 0,9785
21 0,9761 0,9738 0,9715 0,9692 0,9669 0,9646 0,9623 0,9600 0,9577 0,9554
22 0,9531 0,9509 0,9487 0,9465 0,9443 0,9421 0,9399 0,9377 0,9355 0,9333
23 0,9311 0,9290 0,9268 0,9247 0,9225 0,9204 0,9183 0,9161 0,9140 0,9118
24 0,9097 0,9077 0,9056 0,9036 0,9015 0,8995 0,8975 0,8954 0,8934 0,8813
25 0,8893 0,8873 0,8853 0,8833 0,8813 0,8794 0,8774 0,8754 0,8734 0,8714
26 0,8694 0,8675 0,8656 0,8636 0,8617 0,8598 0,8579 0,8560 0,8540 0,8521
27 0,8502 0,8484 0,8465 0,8447 0,8428 0,8410 0,8392 0,8373 0,8355 0,8336
28 0,8318 0,8300 0,8232 0,8264 0,8246 0,8229 0,8211 0,8193 0,8175 0,8157
29 0,8139 0,8122 0,8105 0,8087 0,8070 0,8053 0,8036 0,8019 0,8001 0,7984
30 0,7967 0,7950 0,7534 0,7917 0,7901 0,7884 0,7867 0,7851 0,7834 0,7818
31 0,7801 0,7785 0,7769 0,7753 0,7737 0,7721 0,7705 0,7689 0,7673 0,7657
32 0,7641 0,7626 0,7610 0,7595 0,7579 0,7564 0,7518 0,7533 0,7517 0,7502
33 0,7486 0,7471 0,7456 0,7440 0,7425 0,7410 0,7395 0,7380 0,7364 0,7349
34 0,7334 0,7320 0,7305 0,7291 0,7276 0,7262 0,7247 0,7233 0,7218 0,7204
35 0,7189 0,7175 0,7175 0,7147 0,7133 0,7120 0,7106 0,7092 0,7078 0,7064
Tabel Viscosity Correction for ηT/η20
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 61
TABEL 6. (Daftar Berat Jenis Air)
Temperatur Berat Jenis airoC (gr/cm
3)
20 0,9982
21 0,9980
22 0,9978
23 0,9976
24 0,9973
25 0,9971
26 0,9968
27 0,9965
27,5 0,9964
28 0,9963
29 0,9960
30 0,9957
31 0,9954
32 0,9951
33 0,9947
34 0,9944
35 0,9941
36 0,9937
37 0,9934
38 0,9930
39 0,9926
40 0,9922
Kalibrasi Specific Grafity
Diktat Praktikum Mekanika Tanah
Laboratorium Teknik Sipil 62
TABEL KALIBRASI PEMADATAN Chart Estimasi OMC
Gambar. 3-2 Chart untuk estimasi OMC
(Jhonson and Sallberg,1962)