Tugas mekanika tanah

Bab Pemadatan Tanah

Nama Anggota

DITA ALDISA

TUHFA MUKHTARO AYUNNI

YUPDI AKBAR AL-RASYID

DODI TRI WIBOWO

PEMADATAN TANAH

Apa itu pemadatan tanah?

• Pada kebanyakan pekerjaan teknik sipil seperti

konstruksi embankment jalan raya, bendungan urugan,

tanah fondasi, dan konstruksi lainnya sudah dipastikan

perlu adanya pemadatan tanah agar tanah benar-benar

kuat dan stabil terhadap beban struktur/ non struktur.

• Teknik pemadatan merupakan cara perbaikan tanah yang

relative mudah dan sederhana. Dengan pemadatan kuat

geser tanah akan meningkat (improvement) sehingga

meningkatkan kuat dukung fondasi.

Bagaimana prinsipnya?

• Pada pemadatan tanah tanah semula akan diberi energy

mekanis yang dinamis (berulang-ulang) sehingga volume

tanah berkurang yang kemudian nilai berat volume tanahnya

bertambah. Pengurangan volume tanah terjadi karena volume

udara termampatkan. Contoh yang banyak ditemui adalah 

roler (stum) pada pekerjaan pemadatan tanah jalan.

• Bentuk lain dari pengurangan volume tanah adalah dengan

cara konsolidasi. Cara konsolidasi yaitu memberikan energy

dengan beban yang diam dalam jangka waktu tertentu. Cara

ini khusus untuk tanah-tanah kohesif.

Sumber : http://fadlyfauzie.wordpress.com/2010/11/25/pemadatan-tanah/

• Derajat pemadatan suatu tanah diukur dalam berat volume kering. Pada saat

pemadatan air berfungsi sebagai pelunak (softening agent). Pada mulanya

saat kadar air 0% berat volume sama dengan berat volume kering. Jika kadar

air bertambah maka berat volume akan bertambah pula, tapi pada batas

tertentu (OMC dan MDD) apabila kadar air ditambah lagi berat volume

akan menurun. Hal ini disebabkan apabila sudah padat diberi air lagi partikel

tanah akan bergerak dan rongga akan diisi air. Untuk mengetahui berat

volume kering maksimum, dilakukan uji lab proctot standar.

Maksud pemadatan:

• Memperbaiki kuat geser tanah yaitu menaikkan nilai θ dan C (memperkuat tanah).

• Mengurangi kompresibilitas yaitu mengurangi penurunan oleh beban

• Mengurangi permeabilitas yaitu mengurangi nilai k

• Mengurangi perubahan volume akibat perubahan kadar air

• Mengurangi sifat kembang susut tanah (lempung)

Faktor-faktor yang mempengaruhi?

• Jenis tanah• Kadar air• Cara pemadatan• Energi pemadatan (frekuensi pemadatan)

Pemadatan tanah yang baik tidak hanya dilakukan sekali akan tetapi biasanya 3 kali. Pada pemadatan tanah di lapangan spesifikasi adalah 90-95 % dari berat volume maksimum yang telah ditentukan pada uji proctor.

Jenis-jenis Tanah

TANAH LANAU

TANAH LEMPUNG

TANAH GRANULER

Tanah Lanau• Umumnya stabil• Kuat geser cukup tinggi• Sedikit berubah volume• Sangat sulit dipadatkan bila basah, karena

memiliki permeabilitas yang rendah

Tanah Lempung

• Lempung yang padat, permeabilitasnya rendah

• Tanah tidak dapat dipadatkan dengan baik pada waktu sangat basah/jenuh

• Air sulit mengalir ke luar dari rongga lempung• Butiran sulit merapat satu sama lain

Tanah Granuler• Paling mudah penanganannya untuk

pekerjaan lapangan• Memiliki kuat gesernya tinggi• Memiliki permeabilitas tinggi• Perubahan volume sedikit setelah dipadatkan

Beberapa metode yang digunakan untuk mengetahui berat volume di lapangan.

• Metode Kerucut pasir ( sand cone)• Metode Balon karet (rubber ballon)• Metode Nuklir ( nuclear)

Cara Pemindahan Tanah

1. Digali lubang pada permukaan tanah yang telah dipadatkan.

2. Ditentukan kadar airnya

3. Diukur volume tanah yang digali dari lubang yang dibuat.

4. Tentukan berat volume keringnya.

5. Bandingkan beratt volume kering di lapangan dengan berat volume kering maksimumnya. Kemudian hitung kepadatan relatifnya.

Metode Kerucut Pasir

• A. MaksudMaksud percobaan ini adalah untuk memeriksa dan menentukan kepadatan tanah lapangan. Cara ini dipakai untuk butir tanah < 50,90 mm (2 inci) biasa dipakai untuk memeriksa kepadatan tanah sama dengan berat volume keringnya.

• B. Benda UjiTanah lapangan

C. Alat1. Alat kerucut pasir, terdiri :

- botol kapasitas 2 liter yang diisi pasir- kran dengan lubang 1,27 mm (1/2 inci)- corong berupa kerucut T : 135,50 cm (5 3/8 inci), d : 16,51 cm2 (12 inci2)

2. Bahan pembantuPasir bersih, kering tanpa bahan ikat, sehingga dapat mengalir bebas lewat saringan no 10 (2,00 mm) tertahan saringan no.200 (0,075 mm)

3. Timbangan4. Alat Pembantu : palu, pahat, sendok, untuk membuat

lubang5. Alat pemeriksa kadar air

D. Pelaksanaan1. Sebelum pelaksanaan pemeriksaan, yang perlu sudah diketahui

adalah :a. Berat Volume pasir.b. Berat pasir yang akan mengisi kerucut : Wo cm3

2. Memeriksa kepadatan tanah lapangana. Isilah botol dengan pasir secukupnya, timbanglah berat botol bersama pasir, W1 grb. Persiapkan permukaan tanah yang akan diperiksa sehingga

diperoleh bidang rata dan datar. Letakkan plat dasar diatas tanah, buat tanda batas lubang plat pada tanah.

c. Buat gali lubang pada tanah di dalam tanda batas yang telah dibuat. Kerjakan secara berhati-hati, hindarkan

terganggunya tanah di sekitar dinding / dasar lubang. Perlu sangat hati-hati untuk tanah yang mudah longsor (tanah non kohesif)

Sumber :http://herudj.blogspot.com/2010/02/pemeriksaan-kepadatan-tanah-lapang.html

d. Kumpulkan dan masukkan tanah hasil galian (jangan ada yang tercecer) dalam kaleng tertutup yang telah diketahui beratnya (berat kaleng kosong bersama tutupnya W2 gr) . Kemudian timbang kaleng dan tutupnya yang berisi tanah (W3)e. Dengan plat dasar terletak diatas tanah , letakkan botol pasir dengan corongnya menghadap kebawah di tengan plat dasar. Buka kran dan tunggu sampai pasir berhenti mengalir mengisi lubang dan corong, kemudian tutup kran.f. Tutup botol bersama corong dengan pasir yang masih dalam botolditimbang (W4)g. Ambil sebagian tanah dalam kaleng dan diperiksa kadar airnya (w)

Metode Balon karet

• Prinsip = metode uji kerucut pasir.• Volume lubang dibuat dibuat dengan

memasukkan balon karet yang berisi air yang berasal dari tabung yang telah dikalibrasi.

• Volume lubang = volume air yang mengisi lubang, dapat dibaca langsung pada alat pengujian.

• Berat volume kering tanah: ɣd= (W3 / V)

Metode Nuklir

• Alat ini mengukur berat basah per satuan volume dan air yang ada pada volume satuan tanah.

• Berat volume kering tanah yang dipadatkan dapat ditentukan dengan mengurangkan berat air dari berat volume tanah basah

Sumber : Universitas Mercu Buana

Perbedaan antara Konsolidasi dengan Pemadatan

• Konsolidasi adalah pengurangan pelan-pelan volume pori yang berakibat bertambahnya berat volume kering akibat beban statis yang bekerja dalam dalam periode tertentu.

• Pada pemadatan dengan beban dinamis, proses bertambahnya berat volume kering tanah sebagai akibat pemadatan partikel yang diikuti oleh pengurangan volume udara dengan volume air tidak berubah.

hal 79-80

Pengaruh kadar air tanah

• Tanah kohesif kering merupakan bongkah-bongkah yang sukar dipadatkan.

• Jika disiram air menjadi Iunak dan lebih mudah dipadatkan, tapi makin besar kadar air tanah makin membatasi kepadatan yang dapat dicapai

• Yang dapat berkurang hanya udara, jika volume air lebih besar maka kepadatan maksimum berkurang.

• Tanah kenyang air tidak dapat dipadatkan. Pada dasarnya, makin basah tanah makin mudah dipadatkan.

• Karena air berfungsi sebagai pelumas agar butir-butir tanah mudah merapat. Tapi kadar air yang berlebihan akan mengurangi hasil pemadatan yang dapat dicapai.

• Pada pemadatan suatu tanah dengan tenaga pemadatan tertentu akan menghasilkan pemadatan terbesar.

• Kadar air terbaik tersebut disebut kadar air optimum = Optimum moisture Content = ONC = w opt

• Kepadatan terbesar=berat volume kering maksimum=Maksimum Dry Density=MDD = γk maks.

Percobaan Proctor

Tujuan :Test ini dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah dengan memadatkan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk seberat 2,5 kg dan dijatuhkan dari ketinggian 30 cm

Percobaan Proctor

Bdsk besarnya pemadatan ada 2 cara :• Cara standar : untuk pekerjaan ringan

bendungan• Cara berat (modified) : untuk pekerjaan berat,

tenaga (jalan raya, lapangan terbang)

Cara Standar

u

Cara Modifikasi berat

Alat Pemadat Tanah

• Alat tumbuk (remper)• Mesin Gilas (Roller)

SMOOTH WHEEL ROLLER = ROAD ROLLERSHEEP FOOT ROLLERPNEUMATIC TIRED ROLLERVIBRATING ROLLERBULLDOZER

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pemadatan

• Pengaruh macam tanah• Pengaruh usaha pemadatanPengaruh macam tanah: • Distribusi ukuran butir • Bentuk butiran • Berat jenis • Macam mineral lempung

Berpengaruh pada berat volume maksimum dan kadar air optimum

Pengaruh Usaha Pemadatan

Energi pemadatan per vol satuan (E) :E = Nb . Nl . W . H

VDimana: Nb = juml pukulan per lapisan

Nl = jumlah lapisan

W = berat pemukulH = tinggi jatuh pemukulV = vol mould

CBR

DefenisiCBR merupakan suatu perbandingan antara beban percobaan (test load) dengan beban Standar (Standard Load) dan dinyatakan dalam persentase. Dinyatakan dengan rumus :

PTCBR = x 100%PS

Keterangan :PT = beban percobaan (test load)PS = beban standar (standar load)

Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100% dalam memikul beban

Percobaan -Percobaan CBRPercobaan-percobaan ini dapat dilakukan :1. Percobaan di Laboratoriumstandar yang berlaku :Bina Marga : PB – 0113 – 76ASTM : D – 1883 – 73AASHTO : T - 193 – 81Tujuan : Untuk menentukan nilai daya dukung tanah dalam kepadatan maksimumAlat-alat yang digunakan :Alat yang digunakan sama dengan alat-alat percobaan pemadatan standar maupun dengan modifikasi dengan spesifikasi seperti table berikut :From mining engineering

From mining engineering

Cara melakukan percobaan :Percobaan C.B.R biasanya menggunakan contoh tanah dalam kadar air optimum.Metode yang digunakan dalam metoda 2 atau standar ASTM D – 70 atau D – 1557 – 70. diameter tabung = 6 inci = 15 cm dan tinggi = 5 sampai 7 inci = 12,50 cm sampai 17,50 cm.Dengan menggunakan dongkrak mekanis sebuah piston penetrasi ditekan supaya masuk ke dalam tanah dengan kecepatan tetap = 1,25 mm/menit dengan beban awal = 0,05 kN.Pembebanan pada pluyer diamati pada penetrasi berturut-turut : 0.625 ; 1,250 ; 1,875 ; 2,500 ; 3,750 ; 5,000 ; 6,250 dan 7,500 mm.hasil perhitungan ini di plot dalam kertas kurva.2. percobaan di LapanganTujuan untuk melakukan nilali C.B.R asli di Lapangan sesuai dengan kondisi tanah saat iut. Biasanya digunaka untuk perencanaan tebal lapisan perkerasan yang perkerasan lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan lagi.pemeriksaan dilakukan dengan kondisi kadar air tanah tinggi.

Alat-alat yang digunakan:a. Truk dengan pembebananb. Piston penetrasi dari logamc. Timbangand. Dongkrak hidrolisis atau mekanike. Arloji beban atau arloji cincin penguji lengkap dengan cincin pengujinya (proving ring)f. Perlengkapan lainnya : rol meter, kunici dan lain-lain.

Cara melakukan percobaan di Lapangana. Tanah digali di lokasi yang telah ditentukan dan kemudian dibuat deskripsi secara visualb. Tabung diletakkan dipermukaan tanah dan kemudian diberi beban melalui truk dengan dibantu dongkrak sebagai alat penekanc. Cotoh tanah diambil sebanya k 2 tabungd. Contoh tanah dibersihkan dan tutup rapat dan dibawa ke Laboratoriume. Satu contoh langsung diuji dan yang lain direndam selama 4 x 24 jam.

Jenis - Jenis CBR :

Berdasakan cara mendapatkan contoh tanahnya, CBR dapat dibagi menjadi :1) CBR Lapangan (CBR inplace atau field Inplace)• Digunakan untuk memperoleh nilai CBR asli di Lapangan sesuai dengan kondisi tanah pada saat itu. Umum digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan yang lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan lagi. Pemeriksaan ini dilakukan dala kondisi kadar air tanah tinggi (musim penghujan), atau dalam kondisi terbuuk yang mungkin terjadi. Juga digunakan apakah kepadatan yang diperoleh dengan sesuai dengan yang kita inginkan

2) CBR lapangan rendaman (undisturbed soaked CBR)• Digunakan untuk mendapatkan besarnya nilai CBR asli di Lapangan pada keadaan jenuh air dan tanah mengalami pengembangan (swell) yang maksimum

• Hal ini sering digunakan untuk menentukan daya dukung tanah di daerah yang lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan lagi, terletak pada daerah yang badan jalannya sering terendam air pada musim penghujan dan kering pada musim kemarau. Sedangkan pemeriksaan dilakukan di musim kemarau.

• Pemeriksaan dilakukan dengan menambil contoh tanah dalam tabung (mould) yang ditekan masuk kedalam tanah mencapai kedalaman yang diinginkan. Tabung berisi contoh tanah dikeluarkan dan direndam dalam air selama beberapa hari sambil diukur pengembangannya. Setelah pengembangan tidak terjadi lagi, barulah dilakukan pemeriksaan besarnya CBR

3) CBR Laboratorium

• Tanah dasar (Subgrade) pada konstuksi jalan baru dapat berupa tanah asli, tanah timbunan atau tanah galian yang telah dipadatkan sampai menncapai kepadatan 95% kepadatan maksimum. Dengan demikian daya dukung tanah dasar tersebut merupakan nilai kemampuan lapisan tanah memikul beban setelah tanah tersebut dipadatkan. CBR ini disebut CBR laboratoium , karena disiapkan di Laboratorium. CBR Laboratorium dibedakan atas 2 macam, yaitu CBR Laboratorium rendaman dan BR Laboratorium tanpa rendaman