Harga-harga kekentalan air lihat tabel 3.6

7. Percobaan-percobaan permeabilitas di laboratorium Standar yang berlaku :

Bina Marga

ASTM D - 2434 68 (1 974)

AASHTO T - 2 1 5 70

a. Tujuan:

i. Untuk mengetahui bilangan/koefisien yang menyatakan

besar-t nya daya rembesan air yaitu kemampuan tanah untuk dapat dirembesi air.

ii. Sedangkan yang dimaksud dengan daya rembesan/permeabi­ litas adalah kemungkinan adanya air yang merembes melalui suatu jenis tanah.

Apabila porositas tanah _makin besar, maka makin besar pula air yang merembes pad a tanah terse but a tau makin besar pula koefisien permeabilitas (k) dan (k) tergantung pada:

a. bentuk dan ukuran butir b. angka pori

c. suhu.

iii. Ada dua hal utama yang harus kita perhatikan, yaitu banyaknya air yang akan merembes dan tegangan air di dalam tanah akibat rembesan itu. Dalam percobaan bila ada cukup banyak air dapat merembes ke dalam contoh tanah dalam waktu tidak terlampau lama, maka percobaan ini dapat dilakukan dengan mengukur banyaknya air yang akan merembes yang disebut percobaan dengan tegangan tetap (constant head permeability test). Apa­ bila daya rembes tanah sangat kecil, maka banyak air yang merembes ke dalam contoh tanah akan sangat sedikit, sehingga tidak dapat diukur dengan tepat. Dalam hal ini sebaiknya di­ gunakan percobaan dengan tegangan air yang menurun (fall­ ing head permeability test).

b. Percobaan dengan tinggi/tegangan tetap A/at-a/at yang digunakan:

1 Penyalur air.

3. Permeameter dengan batu berpori dan penyumbat. 4. Bak penampung dengan permukaan/tinggi tetap.

5. Tabung penampung rembesan. c. Cara melaksanakan percobaan:

1 . Tempatkan tanah dalam permeameter dan timbang beratnya:

t W = ...... . gram.

2. Ukur tinggi : h = .... cm. dan panjang contoh tanah :

L

=

..

.. cm.

3. Setelah dibiarkan beberapa menit untuk mencapai kesetim­ bangan, tampung rembesan dan catat waktunya: T1 = ..

.

.. detik/ men it.

4. Setelah air yang ditampung cukup, catat pelimpahannya dan waktu pengamatannya: t2 =

.

... . detik.

5. Hitung selisih waktu: t2 - t1 = t dan ukur

Q.

6. Catat suhu setiap selang waktu tertentu sampai dengan akhir percobaan: PC.

d. Analisis perhitungan:

Percobaan dilakukan minimal tiga kali untuk dihitung harga rata­ ratanya.

Setelah data-data diperoleh, maka perhitungan dapat dihitung de­ ngan persamaan:

k T ----

Q.L.

A.h. t.

e. Contoh perhitungan:

Sua tu percobaan dengan tegangan tetap diperoleh data-data seperti tabel di bawah ini. H itung koefisien permeabilitas standar.

Tabel 6.7. Data dan pengamatan percobaan permeabilitas dengan tegangan tetap.

Contoh tanah No. A/46

Kadar air = 1 4% Be rat spesifik = 2,68 Berat isi = 1 ,72 gr/cm3 Angka pori = 0,56

1 . 2. � 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Tinggi air (h)

Panjang contoh tanah (L) Gradien hidrolik (i)

Luas penampang contoh tanah (A) Interval waktu (t)

Kuantitas rembesan (Q)

i. Percobaan I ii. Percobaan 1 1

iii. Percobaan Ill Rata-rata

Suhu pada saat percobaan (T) Koefisien permeabilitas (kT) Koefisien permeabilitas (k20oc)

(cm) 6 (cm) 6 (.) 1 (cm2) 50 (det.) 600 (m I) 860 (m I) 855 (m

I)

862 (m) 859 (QC) 32 (cm/det.) 2,86x1 o-2 (cm/det.) 2. 1 1x1 o-2

Catatan: Kekentalan air lihat tabel. 3.6. untuk suhu 32°C.

f. Percobaan dengan tinggiltegangan tidak tetap/menurun A/at-a/at yang digunakan:

1 . Permeameter dengan batu berpori.

2. Penyangga dan pipa gelas berskala dan slang.

3. Termometer. 4. Stop watch. 5. Timbangan.

6. Tabung penampung rembesan. 7. Peralatan kadar air.

8. Core cutter untuk percobaan tanah utuhltidak rusak (undisturbed sample).

g. Cara melaksanakan percobaan: 1 . Pengambilan contoh tanah:

Contoh tanah yang diuji adalah contoh tanah yang tidak rusak, maka pengambilan tanah langsung dengan core cutter atau

r

tabung silinder permeabilitas yang khusus untuk percobaan permeabilitas.

2. Contoh tanah dalam keadaan asli dari core cutter dipasang pada tabung permeameter dan dilengkapi dengan batu berpori dan saringan.

Di antara batu berpori dan tanah dipasang kertas hisap/flui, agar tanah tidak menyumbat pori-pori batu berpori.

3. Dalam pemasangan dan penutupan tabung dilakukan dengan sempurna dan celah-celahnya ditutup/diisi cairan lilin agar tidak bocor.

Pipa penyalur air/slang plastik/karet disambungkan ke bagian atas tutup tabung permeameter dan air dapat mulai diisi melalui bagian atas lubang gelas ukuran dan katup dibuka.

4. Pembacaan dapat dimulai bila udara dalam pipa sudah tidak ada, untuk ini katup pembuang udara dibuka.

5. Pengamatan atau pembacaan diadakan pada waktu-waktu ter­ tentu, misal pada tiap-tiap jam atau tergantung kecepatan air yang merembes.

Untuk tanah yang daya rembesnya kecil, pembacaan dilakukan sampai beberapa hari.

6. Tiap kali pembacaan waktu, tinggi air dan suhu dicatat dalam tabel yang sudah tersedia.

h. Analisis perhitungan:

Sama dengan tegangan tetap dan perhitungan menggunakan persamaan:

k = 2 30 a.L _lo h_a

T

' A. t 9 h1

i . Contoh perhitungan:

Data-data dan pengamatan percobaan permeabilitas dengan te­ gangan tidak tetap seperti tabel berikut. Hitung koefisien permea­ bilitas standar tanah tersebut.

r

Tabel 6.8. Data dan pengamatan percobaan permeabilitas dengan tegangan tidak tetap.

Contoh tanah No. A/1 07

Kadar air = 1 2% Be rat spesifik = 2,65 Angka pori = 0,60

Be

rat isi = 1 ,85 gr/cm3

1 . Luas penampang gelas pengukur (a) (cm2) 0 ,785 2. Luas penampang contoh tanah (A) (cm2) 50 3. Panjang contoh tanah (L) (cm) 6 4. tinggi air mula-mula (ho) (cm) 40 5. Tinggi air akhir (h1 ) (cm) 20 6. Interval waktu (t)

i. Percobaan I (det.) 56

ii. Percobaan 11 (det.) 57

iii. Percobaan Ill (det.) 55

Rata-rata (det.) 56

7. Suhu pada saat percobaan (T) (QC) 30 8. Koefisien permeabilitas (kT) (cm/det.) 1 , 1 7 X 1 0-3 9. Koefisien permeabilitas (k20°C) (cm/det.) 0,93 X 1 0-3

8. --:;Metoda lapangan i . Metoda lubang bor:

A. Metoda Lugeon.

Metoda ini digunakan dengan lubang !:)or.

Pelaksanaannya relatif mudah dan koefisien permeabilitas yang dihasilkan akan dapat digunakan sebagai dasar pelaksanaan sementasi atau grouting.

Didasarkan pada jenis perlengkapan injeksi (injection spindle),

maka dapat dibedakan dua tipe alat Lugeon, yaitu:

1 ) Alat pengujian permeabilitas bersumbat tunggal (single pac­ ker type Lugeon test devices).

2) Alat pengujian permeabilitas bersumbat ganda/kembar (dou-ble packer type Lugeon test devices).

Hasil pengujian metoda Lugeon yang dilakukan pada lubang bor berdiameter = 40 - 80 mm, maka 1 Lugeon = ± 1 o-5 cm/ det.

I

Met ode bersumbat tunggal

sumbat karet

arah air masuk ---+

Pipa dalam Pipa luar Detail bag. A Pipa luar Pipa dalam Manometer baut

Gb. 6.14. Alat pengujian Lugeon.

a. Tujuan:

sumbat karet A

Penutup sumbat karet

Untuk mendapatkan koefisien permeabilitas langsung di la­ pangan.

b. A/at-a/at yang digunakan:

1 . Alat Lugeon bersumber tunggal atau ganda.

2. Pipa air berlubang. 3. Manometer tekanan.

4. Pompa air.

5. Meteran air. 6. Peralatan bor.

c. Analisis perhitungan:

Data-data yang diperoleh dalam percobaan dapat dihitung dengan persamaan: Q L k = 2nLH ^In

7

..... . . ...... (6.34.) Untuk : L 2: 1 o r k = sinh-1 . . . .. . . (6.35.) untuk: 1 0 r > L 2: r

Dalam ha/ ini:

k = koefisien permeabilitas.

Q = kuantitas air rata-rata dalam lubang. L = panjang bagian yang diuji.

H = perbedaan tinggi muka air. r = jari-jari lubang yang diuji.

Catatan:

Koefisien permeabilitas standar diukur pada suhur standar 20°C.

d. Contoh perhitungan:

Pada suatu percobaan dengan metoda Lugeon diperoleh data-data sebagai berikut:

Q = 0,02 liter/detik L = 1 00 cm H = 50 cm r = 40 cm

Hitung koefisien permeabilitas tanah.

Perhitungan: Q = 0,02 liter/det. = 20 cm3/detik. L = 1 00 cm H = 50 cm = 40 mm = 4 cm 20 1 00 _-3 k = 2x3,1 4x1 00x50 ^In

4

= 2,05x1 0 cm I det.

I

B.

Metoda lubang bor dengan penurunan air tanah

Metoda ini sangat mudah dilaksanakan, apabila pada lubang yang akan diuji, permukaan tanahnya tinggi. Sesudah permu­ kaan air tanah dalam lubang bor mencapai elevasi yang sama dengan permukaan air tanah di sekitarnya, maka dilakukan pemompaan air dari dalam lubang bor keluar.

Jika penurunan permukaan air tanah dalam lubang bor yang berdiameter: D = 2 r 0 telah mencapai kedalaman tertentu =

S0, maka pemompaan dihentikan. Selanjutnya agar dicatat setelah menungu selama jangka waktu (t) yang biasanya dalam satuan jam, permukaan air tanah dalam lubang bor telah naik mencapai elevasi tertentu = S1, maka koefisien permeabilitas dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

k =--2, 30r0 1 og 4t a tau

so s

· · · I (6.36.) k = 2, 30r

�

log ... . . . .

..

.

..

. .

.

. . . .

.

.. . .......

....

.

...

.

.

. . (6.37.) E.t I

Harga-harga E lihat tabel 6.9.

Jubang bor

\t ^{o = 2 r 0}

permukaan air tanah

---�---

_{$1 I}

�

---I S

_ _____j ₀

d I

L·��

penambahan air

�

lubang bor permukaan tanah I

��

pe���-����-�!� )?_r!?.�--_

l

_ - - - _{_ _ _}

[

_{_}

_ _

-Gb. 6.1 6. Percobaan lubang bor dengan penambahan air.

Untuk mendapatkan koefisien permeabilitas pada lapisan tanah di atas permukaan air tanah, maka pengujian dapa' dilakukan dengan menuangkan air ke dalam lubang bor dan rumus-rumus

(6.36.) dan (6.37.) dapat digunakan .

Dalam keadaan ini S0 = ketinggian permukaan air dalam lubang bor karena penuangan air ke dalamnya dan st = tinggi permu­ kaan air selama jangka waktu (t) setelah air meresap ke dalam tanah.