KATA PENGANTAR

LABORATORIUM UJI TANAH

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

Subjek : PenyelidikanTanah di Lapangan Topik : KonsolidasiNo. Test : 13

Tgl. Uji : 09-/04/2015

I. TUJUAN

Menentukan nilai koefisien konsolidasi (Cv).

Mempelajari sifat pemampatan dari suatu jenis tanah.

Menentukan parameter Index Konvensi (Cc)

Menentukan koefisien perubahan volume (mv)

II. DASAR TEORI

Pemampatan yaitu peristiwa pemampatan tanah yang berlangsung keluarnya gas dan air tanah. Konsolidasi yaitu peristiwa pemampatan tanah yang berlangsung dengan keluarnya air pori tanah.

Percobaan konsolidasi ini dilakukan untuk mengetahui sifat pemampatan suatu jenis lapisan tanah, dengan melakukan percobaan ini maka dapat diketahui nilai koefisien konsolidasi, Compresibility Indeks dan nilai rembesan tanah tersebut. Pemampatan tersebut disebabkan oleh adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau udara dari dalam pori, dan sebab-sebab lain. Mengingat nilai parameter tanah tersebut sangat dipengaruhi oleh besarnya beban, maka besarnya tegangan maksimum yang digunakan perlu disesuaikan dengan beban maksimum suatu bangunan, jika kita akan membuat suatu konstruksi bangunan.

Secara umum, penurunan (settlement) pada tanah yang disebabkan pembebanan dapat dibagi dalam dua kelompok besar, yaitu :

1. Penurunan Konsolidasi (consolidation settlement), yang merupakan hasil dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air yang menempati pori-pori tanah.

2. Penurunan segera (immediate settlement), yang merupakan akibat dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh tanpa adanya perubahan kadar air. Perhitungan penurunan segera umumnya didasarkan pada penurunan yang diturunkan dari teori elastisitas.

Keluarnya air dari dalam pori selalu disertai dengan berkurangnya volume tanah, berkurangnya volume tanah tesebut dapat menyebakan penurunan lapisan tanah itu. Karena air pori di dalam tanah berpasir dapat mengalir ke luar dengan cepat, maka penuruna segera dan penurunan konsolidasi berlangsung secara bersamaan.

Apabila suatu lapisan tanah lempung jenuh air yang mampumampat (compressible) diberi penambahan tegangan, maka penurunan (settlement) akan terjadi dengan segera. Koefisien rembesan lempung adalah sangat kecil dibandingkan dengan koefisien rembesan pasir sehingga penambahan tekanan air pori yang disebabkan oleh pembebana akan berkurang secara lambat laun dalam waktu yang sangat lama. Jadi untuk tanah lempung-lembek perubahan volume yang disebakan oleh keluarnya air dari dalam pori (yatu konsolidasi) akan terjadi sesudah penurunan segera. Penurunan konsolidasi tesebut biasanya jauh lebih besar dan lebih lambat serta lama dibandingkan dengan penurunan segera.

Tahap I: Pemampatan awal

Pemampatan

Tahap II: Konsolidasi primer

Tahap III : Konsolidasi Sekunder

Waktu (skala log)

Grafik waktu-pemampatan selama konsolidasi untuk suatu penambahan beban yang diberikan.

Setelah mendapatkan grafik antara waktu dan pemampatan untuk besar pembebanan yang bermacam-macam dari percobaan di laboratorium, selanjutnya penting bagi kita untuk menghitung perubahan angka pori terhadap tekanan. Berikut adalah langkah demi langkah urutan pelaksanaannya.

1. Hitung tinggi butiran padat Hs, pada contoh tanah

dimana:

Ws = berat kering contoh tanah

A= luas penampang contoh tanah

Gs= berat spesifik contoh tanah

(w= berat volume air.2. Hitung tinggi awal dari ruang pori

(H1

Tinggi awal

Contoh

=

tanah = H

Gambar perubahan tinggi contoh tanah pada uji konsolidasi satu dimensi

3. Hitung angka pori awal, eo, dari contoh tanah:

4. Untuk penambahan beban pertama p1 (beban total/luas penampang contoh tanah), yang menyebabkan penurunan (H1 , hitung perubahan angka pori (e1 :

(H1 didapatkan dari pembacaan awal dan akhir pada skala ukur untuk beban sebesar p1.

5. Hitung angka pori yang baru, e1 , setelah konsolidasi yang disebabkan oleh penambahan tekanan p1

e1 = e0 - (e1.

Untuk beban berikutnya, yaitu p2 (catatan : p2 sama dengan beban kumulatif persatuan luas contoh tanah), yang menyebabkan penambahan pemampatan sebesar (H2 , angka pori e2 pada saat akhir konsolidasi dapat dihitung sebagai berikut:

Dengan melakukan cara yang sama, angka pori pada saat akhir konsolidasi untuk semua penambahan beban dapat diperoleh.

Tekanan total (p) dan angka pori yang bersangkutan (e) pada akhir konsolidasi digambar pada grafik semi-logaritma berupa grafik e versus log p.

h = 24.55 mm.

Gambar ring pencetakSkala ukur

Beban

batu berpori

Cincin tempat contoh tanah

Proses KonsolidasiPeristiwa konsolidasi (yang dikemukakan oleh Terzaghi) dapat dianalogikan dengan piston dan pegas sebagai berikut (pegas identik dengan butiran tanah) Piston diberi beban tekanan 10 (sat) dan akan berdiri dengan tinggi Z0. Seluruh beban dipukul oleh pegas. Kemudian ditambah beban 2 (sat) sehingga pegas memendek menjadi Z1 dan semua beban diterima oleh pegas.

Sekarang piston dan pegas ditempatkan dalam silinder dan diisi air sampai bagian bawah dari piston. Pada kejadian pertama dengan tekanan sebesar 10 (sat), air masih bebas karena seluruh tekanandipikul oleh pegas. Kemudian tekanannya ditambah 2 (sat) menjadi 12 (sat) dan kran ditutup. Pegas tidak memendek karena air tidak dapat dimampatkan dan tambahan tekanan sebesar 2 (sat) tersebut seluruhnya dipikul oleh air.

Sekarang kran dibuka perlahanlahan sehingga air keluar. Karena keluarnya sebagian air ini maka sebagian tambahan tekanan dari 2 (sat) tersebut mulai ditransferkan ke pegas.

= Besarnya transfer dari air ke pegas yang sesuai dengan jumlah air yang keluar. Bila kran dibuka penuh, sehingga memungkinkan air keluar dengan cukup banyak, maka pegas akan memendek sampai setinggi 2 (Z1), dimana seluruh tambahan tekanan sebesar 2 (sat) tersebut ditransferkan ke pegas dan air menjadi bebas dari tekanan, pada keadaan ini persamaan tekanan menjadi :

Jadi bila ada penambahan tekanan, pertama seluruh tekanan tersebut dipikul oleh air. Kemudian karena air terdesak keluar, maka terjadi tranfer tekanan dari air ke pegas yang menyebabkan pegas berdeformasi, hingga seluruh tekanan dipikul oleh pegas.

Analogi ini dapat diterapkan pada proses konsolidasi dari massa tanah yang mengandung air tanah, di mana pegas sebagai butir-butir tanah, air silinder sebagai air tanah dan merupakan permeabilitas tanah. Sedangkan kecepatan transfer tekanan dari air ke butir-butir tanah tergantung dari sifat permeabilitas dan kondisi batas dari tanah tersebut. Bila seluruh tekanan telah ditranferkan ke butir tanah, tidak ada lagi air yang mengalir dari pori sehingga dicapai kondisi keseimbangan.

Percobaan konsolidasi biasanya dilakukan pada tanah lempung, karena penurunannya membutuhkan waktu yang lama.Sedangkan pasir membutuhkan waktu yang singkat untuk mengalami penurunan. Pada umumnya konsolidasi berlangsung dalam satu arah (vertikal).

Konsolidasi dilakukan untuk :

1. Mengetahui sifat pemampatan suatu jenis tanah

2. Mengetahui besarnya penurunan yang terjadi pada tanah tersebut

3. Mengetahui waktu (lamanya) penurunan

Semua itu membutuhkan parameter-parameter sebagai berikut :

e = angka pori

Cv = Koefisien konsolidasi

Cc = Indeks pemampatan untuk menghitung besarnya penurunan di lapangan akibat konsolidasi (dari grafik e- log tekanan)

mv = Koefisien perubahan volume

Pc = Tekanan konsolidasi (tekanan yang telah dialami sebelumnya oleh tanah)

Po = Tekanan yang diberikan pada tanah (tekanan vertikal efektif tanah)

K = koefisien permeabilitas tanahNormalConsolidated danOver Consolidated, keduanya menggambarkan sifat penting dari lapisan lempung endapan. Lapisan yang mengalami konsolidasi dan penurunan akibat tekanan dari lapisan-lapisan yang kemudian mengendap diatasnya. Lapisan-lapisan yang di atas ini, lama kelamaan mungkin menjadi hilang lagi oleh sebab-sebab geologis, misalnya erosi air atau es. Ini berarti lapisan-lapisan bawah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi akibat tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan yang berlaku diatasnya saat ini. Lapisan semacam ini disebut OverConsolidated (OC), sedangkan yang belum pernah mengalami tekanan yang diatasnya lebih tinggi daripada tekanan yang berlaku pada masa sekarang disebut Normal consolidated (NC).

Untuk menentukan tanah yang di uji itu tergolong OC atau NC, dapat dilihat dari grafik e vs log tekanan.Data yang dibutuhkan :

Dengan: g = berat isi tanah

Z = dalamnya tanah tersebut dihitung dari permukaan tanah.

Langkah untuk mencari nilai Pc ( pada grafik e vs log tekanan )

1. Gambarkan garis singgung di kurva dengan jari jari kelengkungan minimum.

2. Melalui titik singgung itu, buat garis horizontal yang membentuk sudut 3. Bagilah sudut menjadi dua sudut yang sama besar ( garis X )

4. Perpanjang bagian lurus dari kurva sampai memotong garis bagi sudut ( X )

5. Dari perpotongan garis tersebut, tarik garis vertikal sampai memotong absis tekanan sebagai nilai Pc

III. PERALATAN DAN BAHANA. Peralatan Satu set alat konsolidasi

Extruder

Ring pencetak

Pisau

Stopwatch

Timbangan

B. Bahan

Benda uji yang digunakan adalah benda uji dari tabung sampel yang didapatkan dari pengeboran di lapangan.IV. LANGKAH KERJA1. Ring pencetak dibersihkan, ditimbang, dan diukur dimensinya.2. Contoh tanah dikeluarkan dari tabungnya dan dicetak dengan ring pencetak. Kedua permukaannya diratakan, kemudian dan ditimbang.3. Dengan menggunakan doli (piston) contoh tanah dikeluarkan dari ring dan langsung ditempatkan kedalam sel konsolidasi. Bagian bawah dan atasnya diberi batu pori dan kertas saringan.4. Pada bagian atas dipasang plat penumpu.

5. Tempatkan sel yang telah berisi contoh tanah tersebut pada rangka beban. Kemudian atur lengan beban dengan hati hati, hingga jarum penekannya tepat menyentuh plat penumpu tapi contoh tidak boleh tertekan.

6. Pasang dial dan distel sebagai nol stan.7. Sel diisi air hingga penuh dan dibiarkan selama 24 jam hingga contoh menjadi jenuh.8. Setelah 24 jam catat pembacaan dial sebagai pembacaan awal.

9. Mulai diberi pembebanan pertama yaitu beban yang memberikan tekanan pada contoh tanah sebesar 0,25 Kg/cm2,sambil dibaca pada interval waktu : 0; 0,25; 1,0; 2.25; 4; 6,25; 9; 16; 25; 36; 49; 64; 81; 100 (dalam satuan menit) dan 1440 menit (24 jam).10. Tambahkan beban secara bertahap, hingga setiap tahap tekanan berturut turut menjadi 0.5, 1, 2, 4 dan 8 Kg/cm2 sambil diadakan pembacaan seperti langkah 9, pada setiap saat.

11. Setelah tekanan 8 Kg/cm2 dicapai, beban dikurangi secara bertahap hingga tekanan menjadi 2, 5 dan 0 Kg/cm2. Untuk ini pembacaan hanya diambil setiap 24 jam atau setiap akan mengurangi beban.

12. Contoh tanah dikeluarkan, ditimbang dan diukur kadar airnya.

V. ANALISA DAN PERHITUNGANCara perhitungan :

1.Menghitung perubahan dial

Perubahan dial ialah pembacaan dial akhir dari beban mula-mula dikurangi pembacaan dial akhir dari beban selanjutnya (Pn+1)

2.Menghitung 2H dari dial

2H dari dial pada tekanan 0 kg/cm2 adalah sama dengan tinggi sampel dan untuk selanjutnya 2Hdari beban selanjutnya 2H dari beban sebelumnya dikurangi perubahan dial dari beban selanjutnya.3.Mengetahui H

4.Mengetahui angka pori (e)

Dimana : Ws=Berat butir tanah

Gs=Berat jenis tanah

A=Luas penampang contoh

W=Berat contoh tanah

a=Kadar air contoh5.Mencari harga t90a. Dari data percobaan dibuat grafik hubungan penurunan dan akar waktu (), dimana penurunan sebagai oordinat dan () sebagai absis. Nilai penurunan dibuat dengan nilai terkecil di atas dan terbesar dibawah.

b. Hubungan titik yang didapat menjadi kurva lengkung yang sesuai.

c. Tarik garis dari ujung kurva bagian atas yang menyinggung kurva tersebut, misalkan garis tersebut adalah a.

d. Tarik garis lain dari ujung kurva bagian atas tadi dengan persamaan 1,15 a hingga garis tersebut memotong kurva.

e. Dari titik potong tersebut tarik garis vertikal ke bawah sampai memotong sumbu x dan didapat harga t90.

f. Harga t90 ().

6.Mencari harga Cv (Koefisien konsolidasi)

harga Cv untuk t50

harga Cv untuk t90 H =tinggi contoh tanah yang diuji

7.Mencari koefisien perubahan volume (mv)

P = Beban pada saat pembacaan

8.Mencari harga Cc (Indeks Pemampatan)

a.Buatlah kurva hubungan antara tekanan dan angka pori (e), dimana tekanan sebagai absis dan angka pori sebagai oordinat. Kurva dibuat pada grafik semi logaritma.

b.Dari titik-titik yang diperoleh buat kurva yang sesuai.

c.Tentukan koordinat (eo, Po)

Po = (m.Z

Dimana :

(d=Berat isi kering contoh tanah (gr/cm3)

Gs=Berat jenis tanah

=Kadar air

(

=Berat isi (gr/cm3)

(m=Berat isi rata-rata (gr/cm3)

Z=Kedalaman contoh tanah

d.Buat garis singgung (kurva x-x), dimana garis ini dapat memotongkurva secara simetris apabila dipasang pada titik awal kurva bagian atas.

c.Buat garis sejajar x-x dari titik (eo, Po)

f.Tarik garis horizontal dari titik singgung antara garis x-x dengan kurva, kemudian tarik garis dari titik singgung dengan membagi dua sudut antara garis x-x dengan garis horizontal tadi, misal garis tersebut kita namai b.

g.Tarik garis singgung kurva pada bagian bawah sampai memotong garis b tadi. Kemudian dari perpotongan tersebut tarik garis vertikal, sehingga didapatkan Po (Pra Konsolidasi)

h.Tentukan harga e

e = 0,4 eo

i.Tarik garis horizontal dari titik e sampai memotong kurva, kemudian dari titik potong tersebut tarik garis ke perpotongan garis Po dengan garis sejajar x-x yang melalui titik (eo, Po). Sudut yang terbentuk garis tersebut dengan garis horizontal, misalkan diberi nama sudut (.

Cc = tan ( =

VI. DATA DAN HASIL PERHITUNGANakar T (Akar waktu)Penurunan (mm)

Beban (kg/cm)

0.250.51248

01.11.371.551.722.083.20

0.51.281.381.561.752.233.35

11.281.381.571.762.393.54

1.51.291.381.581.782.443.65

21.291.391.581.792.463.74

2.51.301.391.591.802.483.79

31.301.391.591.812.493.82

41.301.391.591.822.513.87

51.301.401.591.822.533.90

61.301.401.591.832.543.92

71.301.401.601.832.553.94

81.301.401.601.842.563.96

91.301.401.601.842.573.97

101.311.411.611.852.583.99

381.321.421.641.872.604.11

a. Data PengujianTerlampirb. Contoh Perhitungan : Kadar air asli (n) = 52,97 %

Kadar air akhir (a) = 40,12 %

Tinggi (Ho) = 2,225 cm

Diameter = 6,35 cm

Luas (A) = 31,653 cm2 Berat (W) = 141,43 gram

Berat jenis = 2,292 Berat kering

Ws =

Tinggi efektif

Hs =

Angka pori awal

eo = Perubahan dial

Contoh pada P = 0,25 kg/cm2

H = Bacaan dial akhir (pada P=0,25) Bacaan dial akhir (sebelum P=0,25)

= 0,1320 0,1100 = 0,0220 cm Htotal= H (sebelum P=0,25) + H (pada P=0,25)

= 0 + 0,0220 = 0,0220 cm

Tinggi akhir

Hi = Ho Htotal

Hi = 2,25 0,0220 = 2,23 cm Perubahan angka air pori

e =

Angka pori

e = eo e

= 0,616 (0,016) = 0,600 Koefisien konsolidasi

t50 = 8,4 detik

Cv =

t90 = 153,6 detik

Cv =

Respon Tegangan

mv =

k =

PENGUJIAN KONSOLIDASI

Proyek : LUT

Pemboran No. : BT-01Kadar air asli (n) : 52,97%Tingggi (H0) : 2,25 cmLokasi : Lab. Uji TanahKedalaman : 1.00 1.5 mKadar air akhir (a) : 40,12% Diameter : 6,35 cmDikerjakan oleh : Kelompok 2Jenis Tanah : LanauBerat kering (Ws) : 101,006 grLuas (A) : 31,653 cm2Tanggal : 18 April 2015Warna : Tinggi efektif (Hs) : 1,392 cmBerat (W) : 141,53 gr

Angka pori awal (e0) : 0,616Berat Jenis : 2,292Tekanan

kg/cm2

Bacaan dial akhir [cm]Perubahan dial [cm]H total [cm]Tinggi akhir (Hi) [cm]ee%waktu konsolidasiCv (cm/det)mvk [cm/det]Keterangan

t50t90t50t90

00.1100-02.2500.616--

0.250.13200.02200.02202.230.0160.6008.4153.60.1160.0270.0140580.000253

0.50.14200.01000.0322.220.0230.59372.029.40.0130.1420.0727890.006782

10.16400.02200.0542.200.0390.57724.0216.60.0400.0190.0096850.000120

20.18700.02300.0772.170.0550.56178.0375.00.0120.0110.0054770.000038

40.26000.07300.152.100.1080.50818.0303.60.0480.0120.0063190.000051

80.41100.15100.3011.950.2160.40033.6375.00.0220.0090.0044060.000025

20.3900-0.02100.281.970.2010.415

0.50.3600-0.03000.252.000.1800.436

GRAFIK KONSOLIDASI

VII. KESIMPULAN

Dari grafik konsolidasi diperoleh :

Koefisien konsolidasi (Cv) = 0,037 cm2/det Indeks tekanan (Cc) = 0.407Dari grafik didapat dengan menggunakan metoda akar waktu :

Untuk pembebanan 0.25 kg/cm2, = 1,6 Untuk pembebanan 0.5 kg/cm2, = 2,85 Untuk pembebanan 1 kg/cm2, = 1,90 Untuk pembebanan 2 kg/cm2, = 2,50 Untuk pembebanan 4 kg/cm2, = 2,25 Untuk pembebanan 8 kg/cm2, = 12.96 EMBED Equation.3

(H2

Luas contoh Tanah = A

Pori

Padat

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

d =62.55 mm

Contoh tanah

cc

1

Laporan praktikum uji tanah / KS-2C

_1417438886.unknown

_1417438890.unknown

_1497445098.unknown

_1497445315.unknown

_1497448578.unknown

_1497448725.unknown

_1497448790.unknown

_1497448681.unknown

_1497448405.unknown

_1497445220.unknown

_1417438892.unknown

_1417438893.unknown

_1417438891.unknown

_1417438888.unknown

_1417438889.unknown

_1417438887.unknown

_1417438882.unknown

_1417438884.unknown

_1417438885.unknown

_1417438883.unknown

_1417438877.unknown

_1417438879.unknown

_1417438881.unknown

_1417438880.unknown

_1417438878.unknown

_1417438875.unknown

_1417438876.unknown

_1080652804.unknown