BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-

mineral padat yang tidak tersedimentasikan (terikat secara kimia) satu dengan yang

lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpatikel padat) disertai

dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel

padat tersebut. Butiran-butiran mineral yang membentuk bagian padat dari tanah

merupakan hasil pelapukan dari batuan. Ukuran setiap butiran padat tersebut sangat

bervariasi dan sifat-sifat fisik butiran.

Dalam mekanika tanah kita mempelajari kelakuan kondisi tanah yang berbeda –

beda yang mana sering kita temukan di lingkungan sekitar kita. Tanah memiliki

banyak ragam bentuk fisik maupun komponennya tergantuung kondisi dan tempat

dimana tanah itu ditemukan. Keragaman ini menentuakn sifat tanah yang berbeda

antara satu dengan lainnya.

Butiran-butiran mineral yang membentuk bagian padat dari tanah merupakan hasil

pelapukan dari batuan. Ukuran dari setiap butiran padat tersebut sangat berfariasi

dan sifat-sifat fisik dari tanah banyak tergantung dari factor-faktor ukuran, bentuk,

dan komposisi kimia dari butiran. Untuk lebih jelasnya mengenai factor-faktor

tersebut , harus lebih dikenal terlebih dahulu tipe-tipe dasar dari batuan yang

membentuk kerak bumi , mineral-mineral yang membentuk batuan , dan proses

pelapukan.

Tanah terdiri dari tiga fase, yaitu butiran padat, air dan udara. Dan untuk

memisahkan antara tanah dengan air, di gunakan uji kadar air untuk menghilangkan

ainya, dimana tanah nantinya akan di oven selama 24 jam sehingga di dapat berat

tanah kering, dan kita dapat mengetahui berapa berat ainya.

Pada percobaan ini kita akan menentukan berat isi/bobot isi suatu sample tanah

dengan tujuan agar kita bisa mendapatkan berat berat isi tanah basah dan berat isi

tanah keringnya dan agar mahasiswa dapat menentukan berat isi/bobot isi suatu

tanah, dan mengukur sifat-sifat fisis tanah dan percobaan ini merupakan bagian dari

klasifikasi tanah.

1.2. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui berat isi/berat volume suatu sampel tanah.

2. Mengetahui kadar air rata-rata suatu sampel tanah.

BAB II

DASAR TEORI

Struktur tanah didefinisikan sebagai susunan geometric butiran tanah. Diantara faktor –

faktor yang mempengaruhi struktur tanah adalah bentuk, ukuran, dan komposisi mineral

dan butiran tanah serta sifat dan komposisi dari air tanah. Secara umum, tanah dapat

dimasukkan kedalam dua kelompok yaitu: tanah tak berkohesi (cohesionless soil) dan

tanah kohesif (cohesive soil).

Partikel Tanah

Ukuran dari suatu partikel tanah adalah sangat beragam dengan variasi yang cukup besar.

Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil(gravel), pasir(sand), lanau(silt), atau

lempung(clay)., tergantung pada ukuran partikel yang paling dominant dapa tanah

tersebut. Untuk menerangkan tentang tanah berdasarkan ukuran-ukuran partikelnya,

beberapa organisasi telah mengembangkan beberapa batasan-batasan ukuran golongan

jenis tanah. (soil separate size limits). Pada table di tunkukkan batasan-batasan ukuran

golongan jenis tanah yang telah di kembangkan oleh Massachussets Institute of

Technology (MIT), U.S Department of Agriculture (USDA), American Assosiation of

state highway and Transportation Official (AASHTO) dan oleh U.S Army Corps OF

Engineers dan U.S Bereau of reclamation yang kemudian menghasilkan apa yang disebut

sebagai Unified Soil Classification System (USCS).

Tabel Batasan-batasan ukuran golongan tanah

Nama Golongan Ukuran Butiran (mm)

Kerikil Pasir Lanau LempungMassachussets Institute of Technology (MIT) >2 2 - 0,06

0,06 - 0,002 < 0,002

 U.S Department of Agriculture (USDA) >2 2 - 0,05

0,05 - 0,002 < 0,002

 Assosiation of state highway and Transportation Official (AASHTO) 76,2 - 2 2 - 0,075

0,075 - 0,002 < 0,002

 U.S Army Corps OF Engineers dan U.S Bereau of reclamation 76,2 - 4,75

4,75 - 0,075

Halus (yaitu lanau dan lempung) <0,0075

Kerikil (Gravels) adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang juga

mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar, dan mineral-mineral lainnya.

Pasir (sand) sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar. Butiran dari mineral

lain mungkin juga masih ada pada golongan ini.

Lanau (Silts) sebagian besar merupakan fraksi mikroskopis (berukuran sangat kecil) dari

tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus, dan sejumlah partikel

berbentuk lempengan-lempengan pipih yang merupakan pecahan dari mineral mika.

Lempung (clays) sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis

(tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan mikroskop biasa) yang berbentuk

lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral

lempung (clay minerals), dan mineral-mineral yang sangat halus lain.

Berat isi (Berat Volume)

Berat isi merupakan perbandingan antara berat tanah asli dengan volumenya.Sedangkan

angka pori adalah perbandingan volume pori dan volume butir.Sementara itu porositas

adalah perbandingan antara volume pori dengan volume total.Dan yang terakhir adalah

derajat kejenuhan yang merupakan perbandingan volume air dan volume pori (void) total

dan dinyatakan dalam persen.

Penentuan berat isi bertujuan untuk mendapatkan data yang digunakan sebagai bagian

dari klasifikasi tanah yang membantu dalam mengukur sifat fisis tanah. Selain itu besaran

yang diperoleh ini dapat digunakan untuk korelasi empiris dengan sifat-sifat teknis tanah.

Metode ini tidak dapat digunakan untuk tanah fraksi kasar

Penentuan Berat Isi/Bobot Isi

Percobaan kali ini dilakukan untuk mengukur berat isi dengan menggunakan uji ring

gama yaitu sejenis cincin yang terbuat dari besi atau sejenisnya yang tahan terhadap suhu

panas.Ruang lingkup dalam pencarian bobot isi tanah juga mencakup pencarian angka

pori (e),porositas (n),dan derajat kejenuhan (Sr).

Elemen tanah dengan volume V dan membuat hubungan volume – berat agregat tanah,

tiga fase yaitu: butiran padat, air dan udara). Jadi volume total contoh tanah yang

diselidiki dapat dinyatakan sebagai:

V = Vs + Vu = Vs + Vw + Va (1)

Dimana:

Vs = volume butiran padat

Vu = volume pori

Vw = volume air di dalam pori

Va = volume udara di dalam pori

Apabila udara dianggap tidak mempunyai berat, maka berat total dari contoh

tanah dapat dinyatakan sebagai:

W = Ws + Ww (2)

Dimana :

Ws = berat butiran padat

Ww = berat air

Berat isi (ɣ) ialah perbandingan antara berat tanah asli dengan volume tanah

tersebut. Hubungan volume yang umumnya dipakai untuk suatu elemen tanah adalah

angka pori (void ratio), porositas (porosity) dan derajat kejenuhan (degree of saturation).

Angka pori (e) merupakan perbandingan antara volume pori dengan volume pori.

(3)

dimana, e = angka pori (void ratio)

Porositas (n) merupakan perbandingan antara volume pori dengan

volume total.

(4)

Derajat kejenuhan (Sr) merupakan perbandingan volume air dan volume pori

(void) total yang dinyatakan dalam persen.

(5)

Hubungan angka pori dengan porositas :

(6)

Hubungan antara Berat Volume (Unit Weight), Angka Pori (Void Ratio), Kadar Air

(Moisture Content), dan Berat Spesifik.

WV

Tanah

Air Sifat Sifat – sifat

penting tanah untuk sebuah proyek

tergantung pada jenis atau fungsi

proyek. Sesuai dengan sifat –

sifatnya penting diketahui tipe

proyek yang dilaksanakan. Adapun

sifat – sifatnya antara lain:

Permeabilitas (Permeability)

Sifat ini untuk mengukur

atau menentukan

kemampuan tanah dilewati

air melalui pori – porinya.

Sifat ini penting dalam

konstruksi bendung tanah

urugan dan persoalan

drainase.

Konsolidasi (Consolidation)

Pada konsolidasi dihitung

dari perubahan isi pori

tanah akibat beban.

Sifat ini dipergunakan untuk

menghitung penurunan

bangunan.

Tegangan geser (Shear Strength)

Untuk menentukan

kemampuan tanahn

menahan tekanan – tekanan

tanpa mengalami

keruntuhan.

Sifat ini dibutuhkan dalam

perhitungan stabilitas

pondasi atau dasar yang

dibebani, stabilitas tanah

isian atau timbunan di

belakang bangunan penahan

tanah dan stabilitas

timbunan tanah.

Hubungan antara Berat Volume

(Unit Weight), Angka Pori (Void

Ratio), Kadar Air (Moisture

Content), dan Berat Spesifik.

– sifat penting tanah untuk

sebuah proyek tergantung pada

jenis atau fungsi proyek. Sesuai

dengan sifat – sifatnya penting

diketahui tipe proyek yang

dilaksanakan. Adapun sifat –

sifatnya antara lain:

Permeabilitas (Permeability)

Sifat ini untuk mengukur

atau menentukan

kemampuan tanah dilewati

air melalui pori – porinya.

Sifat ini penting dalam

konstruksi bendung tanah

urugan dan persoalan

drainase.

Konsolidasi (Consolidation)

Pada konsolidasi dihitung

dari perubahan isi pori

tanah akibat beban.

Sifat ini dipergunakan untuk

menghitung penurunan

bangunan.

Tegangan geser (Shear Strength)

Untuk menentukan

kemampuan tanahn

menahan tekanan – tekanan

tanpa mengalami

keruntuhan.

Sifat ini dibutuhkan dalam

perhitungan stabilitas

pondasi atau dasar yang

dibebani, stabilitas tanah

isian atau timbunan di

belakang bangunan penahan

tanah dan stabilitas

timbunan tanah.

Hubungan antara Berat Volume

(Unit Weight), Angka Pori (Void

Ratio), Kadar Air (Moisture

Content), dan Berat Spesifik.

Udara

Vw = w Gs

Vs=1

Vv= e

Ws= Gss

Ww= wGsw

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Penentuan Berat Isi/Bobot Isi

cincin uji (ring gamma)

pisau pemotong contoh tanah

mistar

timbangan dengan ketelitian 0,01 g

oven

sampel tanah

3.2 Prosedur Uji

Penentuan Berat Isi/Bobot Isi

Cincin uji harus dalam kondisi bersih, kemudian dengan mistar diukur diameter

dan tinggi cincin.

Ditimbang berat cincin uji tersebut (M1).

Cincin ditekan ke dalam tanah dan kemudian cincin dikeluarkan, dipotong

bagian permukaan tanah pada cincin tersebut dengan pisau, selanjutnya tanah

disekitar cincin dibersihkan dan permukaan tanah diratakan.

Cincin + contoh tanah ditimbang (M2), kemudian dimasukkan ke dalam oven

selama 24 jam dengan suhu >100oC.

Cincin + contoh tanah diambil dari oven kemudian ditimbang dan didapat berat

kering.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Uji

Ukuran Ring 4-2

Diameter Ring = 5,6 cm

Tinggi Ring = 2,8 cm

Volume Ring = ¼ π D2 t = ¼ π . 5,62 . 2,8 = 79,22 cm3

Ukuran Ring 2-1

Diameter Ring = 5,8 cm (ring 32)

Tinggi Ring = 2,8 cm (ring 32)

Volume Ring = ¼ π D2 t = ¼ π . 5,82 . 3 = 79,22 cm3

Nomor Ring 4-2 2-1

Volume dalam ring V cm3 68,93 34,46

Massa ring kosong M1 gr 70,0 70,3

Massa ring + tanah basah M2 Gr 199,8 199,4

Massa tanah basah M3=M2-M1 % 123,8 129,1

Kadar air W gr/cm3

Berat volume basah = M3/V gr/cm3 1,8 3,75

Berat volume kering = /(1+w) gr/cm3

Berat volume kering rerata gr/cm3

Cawan No. 2-1 17

Berat Cawan kosong M1 (gram) 12,6 12,7 Berat Cawan + Tanah Basah M2 (gram) 35,5 40,7 Berat Cawan + tanah kering M3 (gram) 31,1 35,2

Berat air A=M2- M3 4,4 5,5

Berat Tanah Kering B=M3-M1 18,5 22,5

Kadar Air (w) (A/B)x100% 23,78% 24,44%

Kadar air rata-rata (%) 24,11%

4.2. Prosedur Perhitungan

Ring

Volume =

= 79.22 cm3

Berat tanah padat (M) = (Berat ring + tanah) – (Berat ring)

= 223 - 71.6

= 151,4 gram

Berat Volume Tanah Basah

Cawan 13

Berat air (A) = M2 – M3 = 35,5 - 31,1 = 4,4 gram

Berat tanah kering (B) = M3-M1 = 31,1 - 12,6 = 18,5 gram

Kadar air (w) = (A/B)x100%

Cawan 17

Berat air (A) = M2 – M3 = 40,7 - 35,2 = 5,5 gram

Berat tanah kering (B) = M3-M1 = 35,2 - 12,7 = 22,5 gram

Kadar air (w) = (A/B)x100%

Jadi, kadar air rata-rata =

4.3. Pembahasan

Hal pertama yang dilakukan dalam penentuan berat isi yaitu diukur diameter

dan tinggi cincin uji (ring gamma) dengan menggunakan mistar. Kemudian didapat

ukuran diameter dan tinggi pada cincin yaitu 5.8 cm dan 3 cm. Dari data tersebut di

hitung volume ring dengan rumus :

Volume Ring = ¼ π D2 t.

Ditimbang berat cincin uji (M1) tersebut dan didapat beratnya sebesar 71,6

gram. Tanah dimasukkan kedalam cincin tersebut dan diratakan permukaannya.

Cincin + contoh tanah ditimbang (M2), dan didapat beratnya yaitu 151,4 gram.

Kemudian di hitung berat tanah padat dengan rumus M2-M1. Setelah itu kita dapat

menghitung berat volume tanah basahnya dengan rumus .

Berdasarkan hasil percobaan didapat berat volume tanah basah sebesar

1,911 gr/cm3. Setelah di dapat data dari ring, kemudian tanah didalam ring

dikeluarkan dan di bagi ke dalam 2 cawan. Masing-masing cawan kosong (M1) di

timbang terlebih dahulu kemudian ditimbang lagi setelah diisi dengan tanah (M2).

Lalu cawan tersebut di masukkan ke dalam oven selama 24 jam, kemudian

dikeluarkan dan ditimbang berat tanah keringnya (M3).

Selanjutnya masing-masing cawan di hitung berat airnya (A=M2- M3) dan

berat tanah kering (B=M3-M1). Dihitung persentase kadar air masing-masing

cawan dengan menggunakan rumus :

Kadar air (w) =(A/B)x100%

Kemudian setelah di dapat kadar air masing-masing cawan, hitung rata-rata

kadar air dengan cara (w1 + w2)/2. Dari hasil percobaan didapat kadar air rata-rata

(persen) sebesar 24,11%.

Faktor-faktor kesalahan yang mungkin terjadi dalam percobaan menentukan

berat volume kali ini adalah sebagai berikut :

Kesalahan dalam membaca timbangan, mungkin pada saat dilakukan

penimbangan timbangan belum di kalibrasi.

Kesalahan dalam membaca skala mistar sehingga hasil yang didapatpun kurang

akurat. Seharusnya dalam membaca harus tegak lurus dengan skala mistar.

Kesalahan dalam proses pemadatan tanah didalam cincin (ring

gamma).Biasanya tanah tidak terpadatkan secara sempurna didalam cincin

sehingga mempengaruhi berat dan diameter tanah sehingga secara tidak langsung

mempengaruhi hasil perhitungan berat isi tanah tersebut.

Pada saat pengambilan sampel tanah setelah pemanasan dalam oven biasanya

tidak sampai 24 jam dan berat dari tanah berkurang karena diakibatkan kesalahan

pada saat membawa sampel tersebut sehingga mengakibatkan beberapa butir

tanah terjatuh dan mengurangi berat dari tanah tersebut. Hal tersebut

mengakibatkan hasil yang didapat tidak terlalu akurat dan maksimal.

BAB 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, di dapat hasil berat isi/berat volume tanah

uji adalah

Kadar air rata-rata dari sampel tanah yang diuji kali ini adalah :

=

5.2 Saran

Agar mendapatkan nilai berat alat maupun bahan yang lebih baik dan

benar,sebaiknya praktikan lebih hati-hati dalam proses penimbangan. Sebelum alat

ditimbang (dalam keadaan kosong maupun terisi bahan),sebaiknya dipastikan

bagian luarnya bersih dari air maupun kotoran sehingga tidak mengurangi ketelitian

data penimbangan.

LAMPIRAN

SKETSA PELAKSANAAN PRAKTIKUM