Modul Praktikum Laboratorium Uji Tanah

(1)

(TS4332)

Penyusun :

MUHAMMAD YUNUS, ST., MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI FAKFAK

(2)

Dosen Penyusun : Muhammad Yunus, ST., MT.

Modul Praktikum ini telah diperiksa dan disetujui untuk digunakan sebagai bahan kuliah bagi Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak.

Fakfak, November 2015

Menyetujui,

Wakil Direktur I KPS Teknik Sipil

Ir. Ikram, MT. Imran, ST., MT.

(3)

Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak.

Modul ini dibuat dengan maksud untuk memberikan penjelasan dan pedoman utama bagi mahasiswa yang akan melakukan Praktikum di Laboratorium Uji Tanah Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak. Materi bahasan mencakup semua jenis pengujian dasar sesuai dengan persyaratan silabus Program Diploma 3 Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak.

Ketersediaan modul praktikum ini merupakan salah satu langkah dalam upaya peningkatan mutu aktifitas di Laboratorium Uji Tanah, Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak. Modul ini juga diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam penguasaan tata cara pelaksanaan percobaan sebelum melakukan praktikum di laboratorium.

Penyusun menyadari bahwa modul praktikum ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu segala saran dan masukan dari pembaca dan pemakai untuk perbaikan buku panduan ini sangat diharapkan. Untuk itu kami dari tim Laboratorium Uji Tanah, Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Fakfak mengucapkan banyak terima kasih.

Fakfak, November 2015

(4)

Sampul Depan i

Lembar Identitas dan Pengesahan ii

Kata Pengantar iii

Daftar Isi iv

1) Pengujian Lapangan 1

Job 1. Uji Sondir (Cone Penetration Test) 1

Job 2. Uji Bor Tangan (Hand Boring) 11

Job 3. Uji Kerucut Pasir (Sand Cone Test) 16

2) Pengujian Laboratorium 21

Job 4. Uji Kadar Air (Water Content Test) 21

Job 5. Uji Berat Isi (Unit Weight Test) 25

Job 6. Uji Berat Jenis (Specific Gravity) 30

Job 7. Uji Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limits) 35 Job 8. Uji Analisa Butiran Tanah (Grain Size Analiysis) 49

Job 9. Uji Pemadatan (Compaction Test) 60

Job 10. Uji Permeabilitas (Permeability Test) 68

Job 11. Uji Kuat Tekan Bebas (UCS Test) 76

Job 12. Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) 82

Job 13. Uji CBR Laboratorium (California Bearing Ratio Test) 88

Job 14. Uji Konsolidasi (Consolidation Test) 95

(5)

Job 1. Uji Sondir (Cone Penetration Test)

(ASTM D 3441-86)

A. Tujuan

1. Untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat setiap kedalaman tanah.

2. Untuk menentukan kedalaman tanah keras.

B. Teori Dasar

Percobaan ini digunakan untuk menentukan daya dukung ujung (end

bearing) dan perlawanan keliling (friction/adhesion resistance) dari

tanah untuk perencanaan pondasi dan struktur geoteknik. Selain itu percobaan ini sangat praktis untuk mengetahui dengan cepat letak kedalaman lapisan tanah keras, bahkan dengan mengevaluasi nilai rasio gesekan (friction ratio), dapat pula dilakukan deskripsi jenis 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/cm2 dan hambatan lekat (skin friction) digambar sebagai jumlah kedalaman yang bersangkutan per cm keliling, yaitu dalam kg/cm.

Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap kedua ujung yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus.

(6)

C. Alat Yang Digunakan

1. Mesin sondir hydraulik (kapasitas 10 ton) 2. Stang sondir

3. Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam, sesuai dengan kebutuhan dengan panjang masing-masing satu meter. 4. Dua buah manometer pengukur dengan tahanan masing-masing

0 – 50 kg/cm2 dan 0 – 150 kg/cm2. 5. Patent konus dan bikonus.

6. Empat buah angker dengan perlengkapan (angker daun atau spiral).

7. Ambang penekan

8. Kunci-kunci pipa, alat-alat pembersih, oli, minyak hidrolik (Castrol Oli SAE 10).

D. Prosedur Pengujian

1. Bersihkan lokasi percobaan lalu pasangkan kedua jangkar spiral dengan jarak tertentu agar cocok dengan dudukan dan ambang penjepit kaki sondir.

2. Jepitlah kaki sondir dengan ambang penjepit sehingga tepat pada jangkar tadi, lalu atur posisi tegak lurus.

3. Tekan tongkat Pressure Valve ke arah bawah hingga Cylinder. Hydraulic terangkat sampai batas tiang sondir, lalu putar kedua kunci pengikat tiang sondir.

(7)

4. Bukalah baut penutup lubang pengisian oli dan kedua manometer, buka kedua kran manometer lalu pasang kunci piston pada ujung piston hydraulic.

5. Tekan kunci piston ke atas sampai oli keluar semua.

6. Setelah oli yang lama habis, pasang kedua manometer tadi (posisi kran manometer tetap terbuka). Isilah oli dari lubang pengisian oli sampai penuh (kunci piston ditarik ke bawah). Gerakan kunci piston naik turun untuk menghilangkan gelembung udara, lakukan berulang kali hingga tidak ada lagi gelembung udara yang tersisa dan pastikan ruang oli sudah terisi penuh, kemudian tutup lubang pengisian di dalam kencangkan.

7. Pasang konus pada ujung stang sondir berikut stang dalamnya, tempatkan stang sondir tersebut pada lubang pemusat kaki sondir tepat di bawah ruang oli.

8. Dorong treker pada posisi lubang terpotong lalu tekan tongkat

valve hydraulic hingga ujung piston menyentuh ujung stang sondir.

Percobaan dan pengukuran siap dilakukan.

9. Berilah tanda pada tiang sondir setiap 20 cm (sebaiknya memakai kapur tulis/spidol water proof). Kegunaannya untuk menentukan dimana akan dilakukan pembacaan pada manometer.

10. Tekan tongkat valve agar supaya konus masuk ke dalam tanah hingga mencapai batas 20 cm (lihat tanda). Lepas tongkat valve

(8)

untuk posisi diam kemudian tarik treker pada posisi lubang bulat penuh.

11. Buka kran manometer yang menuju skala kapasitas 150 kg/cm2 (kran manometer 1000 kg/cm2 keadaan tertutup).

12. Lalukan penekanan kembali sehingga stang dalam keadaan tertekan ke dalam tanah dengan kecepatan 2 cm/detik. Stang dalam akan menekan piston lalu menekan oli didalamnya sehingga tekanan yang terjadi akan terbaca pada manometer.

Catatan : Paten konus hanya mengukur tahahan ujung konus

(qc) sedangkan bikonus dapat mengukur tahanan ujung konus dan gesekan dinding terhadap tanah.

13. Lakukan penekanan dengan hati-hati dan amati selalu jarum manometer. Bila diperkirakan tekanan oli akan melebihi kapasitas manometer, segera tutup kran manometer tersebut lalu buka kran manometer kapasitas besar (1000 kg/cm2).

14. Angkat tongkat valve sampai posisi piston naik lalu lepaskan, dorong treker ke posisi lubang terpotong, lakukan penekanan kembali sejarak 20 cm berikutnya dan ulangi prosedur 12 dan 13, setelah penekanan mencapai kedalaman ± 50 cm, naikkan piston penekan, lakukan penyambungan stang sondir dan seterusnya. 15. Setelah pengukuran mencapai kedalaman tanah keras (tahanan

konus lebih besar dari 150 kg/cm2 percobaan dihentikan). Lakukan pencabutan stang sondir sebagai berikut :

(9)

• Pasang kop penarik pada ujung stang sondir, tarik treker pada posisi lubang penuh. Lakukan sedikit penekanan kemudian dorong treker ke posisi lubang terpotong.

• Angkat piston hydraulik sehingga stang sondir terangkat sampai stang sondir berikutnya terlihat.

• Tahan stang sondir bawah dengan kunci pipa agar rangkaian di bawahnya tidak jatuh.

• Lepaskan stang sondir atas dengan kunci pipa lainnya. • Ulangi prosedur ini untuk stang sondir berikutnya.

16. Percobaan sondir telah selesai dilakukan, gambarkan grafik tekanan konus (qc) dan jumlah hambatan pelekat (JHP).

E. Pengolahan Data

1. Dimensi alat bikonus

• Diameter ujung bikonus (Dc) cm (3.57 cm)

• Diameter selimut geser (Dg) cm (3.57 cm)

• Tinggi selimut geser (Hg) cm (13.35 cm)

2. Hasil pengujian

• Tekanan konus (qc) (kg/cm2)

• Jumlah hambatan (qc + f) (kg/cm2)

3. Perhitungan

• Cek nilai hambatan konus dan jumlah hambatan

Hambatan konus dicek nilainya apakah qc = 150 dan jumlah hambatan (q + f) = 150. Apabila nilainya sama dengan 150,

(10)

maka proses sondir dihentikan dengan asumsi bahwa ujung konus telah mencapai tanah keras.

• Hitung nilai hambatan pelekat (f)

Hambatan pelekat (f) = jumlah hambatan (qc + f) – Hambatan

konus (qc). Satuan yang digunakan adalah kg/cm2.

• Hitung unit tambahan untuk hambatan pelekat (fs)

Unit tambahan untuk hambatan pelekat (fs) = f / 10

satuan yang digunakan adalah kg/cm2.

• Tentukan nilai unit hambatan pelekat (fs) tiap 20 cm. Unit hambatan pelekat per 20 cm (fs x 20 cm) = 2 x fs

satuan yang digunakan adalah kg/cm2.

• Akumulasikan/total nilai hambatan pelekat (Tf)

Total hambatan pelekekat (Tf) = total hambatana pelekat

sebelumnya + hambatan pelekat per 20 cm.

Satuan yang digunakan adalah kg/cm’. • Tentukan rasio hambatan (Fr)

Rasio hambatan (Fr) = unit hambatan pelekat (f5) / hambatan

konus (qe). Bukan unit hambatan per 20 cm-nya.

(11)

F. Tabel Perhitungan & Grafik

Proyek : Pengujian Tanah Jenis Pengujian : Pengujian Sondir

Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 19 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D 3441-86

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI FAKFAK

JLN. MARSEKAL ADI SUCIPTO TOREA FAKFAK

745 1.20 3.6 150 165 15 1.5 30 775 1.00 3.4 125 140 15 1.5 30 675 9.09 3.2 100 120 20 2 40 715 2.00 3.0 55 105 50 5 100 495 3.16 2.8 75 115 40 4 80 575 5.33 2.6 95 125 30 3 60 351 9.09 2.4 50 92 42 4.2 84 435 8.40 2.2 22 42 20 2 40 277 7.00 2.0 21 38 17 1.7 34 311 8.10 1.8 25 42.5 17.5 1.75 35 192 7.14 1.6 30 55 25 2.5 50 242 8.33 1.4 35 60 25 2.5 50 110 4.40 1.2 36 52 16 1.6 32 142 4.44 1.0 25 36 11 1.1 22 64 6.80 0.8 18 30 12 1.2 24 88 6.67 0.6 25 42 17 1.7 34 10 2.50 0.4 30 40 10 1 20 30 3.33 0.2 20 25 5 0.5 10 ( Kg / cm) ( % ) 0.0 - - - -( m ) -( Kg / cm2 _{)( Kg / cm}2 _{)( Kg / cm}2 _{) ( Kg / cm}2₎ _{( Kg / cm}₎ Pelekat Rasio qc qc + f f fs HP X 20/10 Tf Fr = fs / qc

laman Konis Hambatan Pelekat Pelekat Tiap 20 cm TABEL 1. PENGUJIAN SONDIR

(12)

Proyek : Pengujian Tanah

Jenis Pengujian : Pengujian Sondir

Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 19 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D 3441-86

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 0 5 10 15 20 Hambatan Konus , qc(kg/cm2₎ K e d a la m a n , m

Total Hambatan Pelekat, Tr(kg/cm)

Rasio Hambatan, Fr(%)

qc(kg/cm2₎

-Tr(kg/cm)

Total Hambatan Pelekat, Tr(kg/cm) Keterangan :

- qc(kg/cm2)

(13)

G. Gambar Alat

Gambar 1. Mesin sondir hydraulik kapasitas 10 ton

(14)

(15)

Job 2. Uji Bor Tangan (Hand Boring Test)

(ASTM D 1452-65)

A. Tujuan

a. Untuk mengetahui keadaan lapisan tanah yang ada di bawah yang akan menjadi lapisan pondasi.

b. Untuk mengetahui keadaan lapisan tanah dan jenis tanah tiap kedalaman tertentu secara visual.

c. Mengumpulkan data / informasi untuk menggambarkan profil lapisan tanah.

d. Pengambilan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed) dan terganggu (disturbed) pada kedalaman tertentu untuk penyelidikan lebih lanjut di laboratorium.

B. Teori Dasar

Contoh tanah asli dapat diperoleh dengan menggunakan tabung sampel (tube sampler), tabung belah (split spoon sampler), ataupun contoh tanah berbentuk kubus (block samples).

Terdapat dua cara pengambilan contoh tanah, yaitu melalui pembuatan sumur uji (test pit) dan pemboran dangkal/tangan

(shallow/hand boring). Tidak termasuk dalam pengujian ini yaitu

pengambilan contoh tanah melalu pemboran dalam (deep boring) dengan menggunakan mesin (boring machine).

(16)

2. Dua stang bor beserta stang dalamnya 3. Pemutar stang bor (T stuk)

4. Tabung contoh tanah

5. Kantong contoh tanah (kantong plastik) 6. Pisau untuk memotong contoh tanah 7. Kunci pipa

8. Pensil, kertas, tali dan lain-lain

1. Mata bor dipasang pada bor.

2. Batang bor dan mata bor setelah disambung ditegakkan di atas tanah yang akan diuji dan dipasang batang pemutar pada ujung lainnya.

3. Alat tersebut diputar, biasanya dengan 4 orang sehingga mata bor masuk ke dalam tanah.

4. Setiap mata bor penuh, maka batang bor ditarik ke atas untuk kembali melihat warna tanah tersebut yang kemudian dicatat sebagai data.

5. Untuk mengambil contoh tanah pada kedalaman yang dikehendaki, maka bor dibuka dan diganti dengan tabung dari besi yang mempunyai panjang 20 cm.

6. Alat pemutar pada tangkai bor tadi kita buka dan diganti dengan kepala bor dengan cara memasukkan ke dalam tanah yaitu dengan jalan memukul kepala bor hingga masuk.

(17)

7. Setelah contoh tanah pada tabung tadi sudah penuh maka tangkai bor diputar 1800 lalu ditarik ke atas untuk mengambil contohnya dan selanjutnya ditutup dengan menggunakan kantog plastik.

E. Interpretasi Hasil Pengujian

Pada pengujian ini kita akan membuat klasifikasi jenis tanah dengan metode lapangan, kemudian digolongkan berdasarkan kedalamannya. Oleh karena itu memakai system penyeragaman klasifikasi tanah (Unified Soil Classification System).

Di dalam membuat klasifikasi tanah, kita melakukan : 1. Pemeriksaan ukuran butiran

2. Pemeriksaan bentuk atau susunan 3. Pemeriksaan kekuatan kering 4. Pemeriksaan guncangan 5. Pemeriksaan kilauan 6. Pemeriksaan kekenyalan

Selanjutnya dilakukan pengisian data tanah berdasarkan kedalaman pada tabel percobaan bor tangan dengan menggambar symbol tekstur dan warna tanah, serta penjelasan tanah tersebut per kedalamannya. Sehingga nantinya akan diperoleh gambaran struktur tanah pada lokasi titik yang dibor.

(18)

F. Tabel Perhitungan

Proyek : Pengujian Tanah

Jenis Pengujian : Bor Tangan (Hand Boring)

Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 19 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D 1452-65

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2

LEGEND : Contoh Tanah Asli Contoh Tanah Tidak Asli

Lempung Lanau

Lempung Pasir

End of boring

0.4 _{Coklat Muda} _Lanau

0.3 _{Coklat Pekat} _Lempung

K o n s ta n ta

Standar Penetration test

K e d a la m a n ( m ) N u m b e r O f B lo w s ( Nilai N (blow /30 cm )

0.3 _{Coklat Pekat} _{Lempung Berpasir}

TABEL 2. PEMERIKSAAN HAND BORING

S k a la E le v a s i (m ) K e d a la m a n ( m ) T a n a h A s li C a s in g S im b o l W a rn a Deskripsi Tanah K e p a d a ta n R e la ti f

(19)

G. Gambar Alat

(20)

Job 3. Uji Kerucut Pasir (Sand Cone Test)

(ASTM D 1556-64)

A. Tujuan

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui nilai kepadatan (berat isi kering) tanah di lapangan.

B. Teori Dasar

Percobaan kerucut pasir (sand cone) merupakan salah satu jenis pengujian yang dilakukan di lapangan untuk menentukan berat isi kering (kepadatan) tanah asli ataupun hasil suatu pekerjaan pemadatan pada tanah kohesif maupun tanah non-kohesif.

Percobaan ini biasanya digunakan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan pemadatan di lapangan yang dinyatakan dalam derajat kepadatan (degree of compaction), yaitu perbandingan antara

ߛ

lapangan

(kerucut pasir) dengan

ߛ

dmaks hasil percobaan pemadatan di

laboratorium dalam persentase lapangan.

1. Botol transparan untuk tempat pasir dengan isi ± 4 liter 2. Corong kalibrasi pasir diameter 16,51 cm

3. Pelat untuk corong pasir ukuran 30,48 cm x 30,48 cm dengan lubang bergaris tengah 16,51 cm

4. Peralatan lain seperti: sendok, kuas, sendok dempul dan peralatan untuk menentukan kadar air

(21)

5. Neraca dengan kapasitas 500 gram dengan Ketelitian 0.1 gram 6. Pasir bersih dan kering, tidak mengandung bahan pengikat dan

lewat saringan no. 20 dan tertahan saringan no. 40.

Menentukan isi corong

1. Timbang alat / sand cone (botol + corong + pasir) (W4).

2. Balikkan alat / sand cone di tempat yang datar. 3. Buka kran sand cone sehingga pasir turun. 4. Jika pasir sudah berhenti turun, kran ditutup. 5. Timbang kembali botol + corong + sisa pasir (W5).

6. Volume corong dapat diperoleh dengan rumus :

(W4 – W5) /

ߛ

pasir

Menentukan berat isi tanah (percobaan lapangan) 1. Timbang berat botol + pasir + corong.

2. Bersihkan daerah dimana akan dilakukan pengujian sand cone.

3. Letakkan plat sand cone di atas tanah, gali lubang di tanah sekitar 5 cm sesua dengan diameter plat.

4. Tanah dari lubang dimasukkan ke dalam panci yang telah diketahui beratnya lalu ditimbang. Kemudian masukkan sedikit sampel dari tanah tersebut ke dalam container lalu ditimbang untuk dicari kadar airnya.

(22)

6. Buka kran corong, biarkan pasir mengalir memenuhi lubang pada tanah dan corong. Setelah pasir berhenti mengalir, tutup kran. Angkat botol secara perlahan.

7. Timbang berat botol, corong dan sisa pasir dalam botol.

1. Berat isi pasir diketahui = 1,18 gr/cm3 2. Dari penimbangan diperoleh :

• Berat botol + corong + pasir (W4), di laboratorium

• Berat botol + corong + sisa pasir (W5), di laboratorium

• Berat botol + corong + pasir (W6), di lapangan

• Berat botol + corong + sisa pasir (W7), di lapangan

• Berat container (W10)

• Berat kontainer + tanah basah (W11)

• Berat container + tanah kering (W12)

• Berat tanah galian (W13)

3. Kadar air (w)

w = [(W11 – W12) / (W12 – W10)] x 100%

4. Volume tanah galian

(Vtg) = [(W6 – W7) – (W4 – W5)] /

ߛ

pasir

5. Wdry = W13 / (1 + w)

6.

ߛ

d = Wdry / Vtg

(23)

D = (

ߛ

d lap) / ((

ߛ

d lab) x 100%

Dimana harga D harus sama atau lebih besar dari 95%.

Jenis Pengujian : Pengujian Kerucut Pasir (Sand Cone Test)

Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 19 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D 1452-65

Density of sand,_ϒsand

No. Tes 1 2 Hasil Test Kompaksi

TABEL 3. PENGUJIAN SAND CONE Kadar Air Contoh

Berat container gram 9.5 9 Kadar kir optimum, (wopt) 30.000

No. Container - Berat isi kering , (_ϒdry lab) 1.392

Berat container + tanah kering gram 48.6 43.2 Data Sand Cone

Berat container + tanah basah gram 67.9 60.7

Berat tanah kering gram 39.1 42.7 Berat pasir dalam lubang, Wf 1354.8611

Berat tanah basah gram 58.4 51.7 Berat isi pasir, ϒsand 1.537

No. Titik

Kadar air, w=Ww/Ws*100% % 49.36 40.98

Berat botol + corong kosong (W1) gram 1281

Berat Botol + corong air (W2) gram 5812

Kadar air rata-rata % 45.172

Berat sisa pasir + botol + corong (W4) gram 4117

Berat tanah basah + kaleng lapangan (W5) gram 3250

ϒsand =

W3-W1

Berat botol + pasir + corong (W3) gram 8247 W2-W1

Voleme sisa pasir dilubang, V = W7 / gsand cm3 1805.6

Berat kosong kaleng lapangan (W6) gram 0

Berat tanah basah dalam lubang W = W5 - W6 gram 3250

Berat isi tanah basah _ϒw = W / V gram/cm3 1.8

Berat isi tanah kering ϒd = ϒw / (1 + w ) gram/cm3 1.240

Berat sisa pasir dilubang W7 = (W3 - W4) - Wf gram 2775.1

1.240

x 100% = 89.07 %

1.392

Derajat kepadatan = ϒdry f ield x 100% =

ϒdry lab

(24)

G. Gambar Alat

Gambar 5. Sketsa metode pelaksanaan pengujian sand cone

(25)

Job 4. Uji Kadar Air (Water Content Test)

(ASTM D 2166-71)

A. Tujuan

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air yang terkandung di dalam suatu contoh tanah.

B. Teori Dasar

Yang dimaksud dengan kadar air tanah adalah perbandingan berat air yang terkandung dalam massa tanah, terhadap butiran tanah (tanah kering) dan dinyatakan dalam persen.

1. Oven dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110 ± 50 C) 2. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

3. Cawan / container 4. Spatula

1. Timbang beberapa cawan aluminium kosong dalam keadaan bersih dan kering, kemudian catat beratnya masing-masing menurut kode yang tercantum di cawan.

2. Masukkan contoh tanah basah ke dalam cawan aluminium, timbang dan catat beratnya.

3. Masukkan cawan yang berisi tanah ke dalam oven yang mempunyai temperatur 105 ± 50 C dan biarkan selama 24 jam.

(26)

Ukuran butir maksimum Berat minimum sampel untuk di oven # 40 # 4 ½ inch 1 inch 2 inch 10 gr 100 gr 300 gr 500 gr 1000 gr

4. Jika dipakai metode pembakaran, tuangkan alkohol atau spiritus ke dalam tanah lalu dibakar dan biarkan sampai tanah menjadi kering.

5. Keluarkan cawan yang berisi contoh tanah dari oven, dinginkan beberapa saat kemudian timbang beratnya.

Beberapa hal yang harus diperhatikan selama pengujian:

1. Untuk masing-masing contoh tanah harus dipakai cawan 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 sempurna, maka susunan benda uji dalam oven harus diatur sehingga pengeringan tidak terganggu serta saluran udara harus terbuka.

a. Kadar air tanah dapat dihitung sebagai berikut :

(27)

• Berat cawan + tanah basah = W2 (gram)

• Berat cawan + tanah kering = W3 (gram)

b. Ketiga data di atas diperoleh melalui percobaan. c. Maka kadar air dapat dihitung dengan :

=

−

100%

`

Jenis Pengujian : Pengujian Kadar Air (Water Content)

Metode Pengujian : ASTM D-2216

` Satuan - 1 2 3 gram 9.80 9.80 9.80 gram 69.12 71.06 72.80 gram 50.40 57.30 57.20 gram 18.72 13.76 15.60 gram 40.60 47.50 47.40 % 46.11 28.97 32.91 %

Kadar Air Rata-rata 36.00

POLITEKNIK NEGERI FAKFAK JL. MARSEKAL ADI SUCIPTO TOREA FAKFAK

TABEL 4. PENGUJIAN KADAR AIR (WATER CONTENT, Wc)

Berat Air (Ww=W2-W3)

Berat Tanah Kering , (Wd=W3-W1)

Kadar Air, Ww/Wd x 100%

No Test Sampel

No. Container

Berat Tanah Basah + Cawan, W2

Berat Tanah Kering + Cawan, W3

(28)

G. GambarAlat

(29)

Job 5. Uji Berat Isi (Unit Weight Test)

(ASTM D 2937-83)

A. Tujuan

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui berat isi, angka pori, derajat kejenuhan suatu sampel tanah.

B. Teori Dasar

Berat isi dari suatu massa tanah adalah perbandingan antara berat total tanah terhadap isi total tanah, dan dinyatakan dalam notasi ɣ (gram/cm3).

1. Ring silinder berat isi

2. Oven dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110±50 C) 3. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

4. Jangka sorong 5. Desikator 6. Extruder

7. Minyak pelumas

1. Bersihkan ring silinder berat isi yang akan digunakan.

2. Ukur diameter dalam dan tingginya dengan menggunakan jangka sorong kemudian hitung volumenya.

(30)

4. Masukkan sampel tanah ke dalam ring langsung dari tabung contoh dengan menggunakan extruder.

5. Ratakan permukaan di kedua ujung ring kemudian timbang kembali berikut pan.

6. Masukkan tanah yang berisi sampel tanah dan tanah tadi ke dalam oven yang bersuhu 1100 C selama 24 jam.

7. Sesudah itu, contoh tanah yang sudah kering dimasukkan ke dalam desikator ±1 jam.

8. Contoh tanah yang sudah dingin ditimbang, diperoleh berat kering.

Asumsi yang kita pegang adalah : 1. Tanah mempunyai berat.

2. Udara tidak mempunyai berat (volume yang sering kita pakai). 3. Air mempunyai berat. Umumnya kita mengambil 1 g/cm3 (9,807

kN/m3), meskipun nilai ini benar pada temperatur 40 C. Pada temperatur 18 – 250 C, berat air berkisar 0,9986 – 0,9971 g/cm3 Berikut beberapa simbol yang akan kita pakai pada praktikum :

e = Angka pori G = Spesific gravity

Gs = Specific gravity untuk tanah padat (solid soil)

Gw = Specific gravity untuk air

n = Porositas w = Kadar air

(31)

Sr = Derajat kejenuhan

Ws = Berat tanah yang kering padat

Ww = Berat air yang berada di suatu massa tanah

W = Berat total suatu massa tanah termasuk udara didalamnya (W = Ws + Ww)

Va = Volume udara yang berada pada massa tanah

Vs = Volume tanah padat pada massa tanah

Vw = Volume air yang berada di suatu massa tanah

V = Volume total tanah massa tanah (V = Vs + Vw + Va)

Vv = Volume pori pada suatu massa tanah (Vv = Vw + Va)

= Berat isi suatu material (gr/cm3) atau (kN/m3) = Berat isi kering tanah

= Berat isi jenuh tanah

= Berat isi air

Pengolahan data untuk percobaan berat isi dilakukan sebagai berikut : • 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 πd2

• Volume tanah (V) = volume ring

(32)

Jenis Pengujian : Pengujian Indeks Properties Tanah

: Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil

Tanggal Pengujian : 8 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D 2216-(71)

Bore Hole No.

-Sampel Tanah - I II III IV V

Kedalaman Sampel m -0.20 m -0.40 m -0.60 m -0.80 m -1.00 m

No. Ring / Cawan - 1 2 3 4 5

Berat Cincin, ( 1 ) gram

Berat Cawan, ( 2 ) gram 0 0 0 0 0

Berat Cincin + Cawan + Tanah Basah, ( 3 ) gram 103.5 102 109.50 100 100 Berat Tanah Basah, ( 4 ) = (3)-(2)-(1) gram 103.5 102 109.50 100 100 Volume Total Tanah, ( 5 ) cm3 68.67 68.67 68.67 68.67 68.67 Berat Cincin + Cawan + Tanah Kering, ( 6 ) gram 82.85 79.76 87.30 78.00 78.00 Berat Tanah Kering, ( 7 ) = (6) - (1) - (2) gram 82.85 79.76 87.30 78.00 78.00 Berat Air, ( 8 ) = (4) - (7) gram 20.65 22.24 22.20 22.00 22.00 Berat Jenis Tanah, Gs - 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 Volume Tanah Kering, Vs (9) = (7) / Gs cm3 30.13 29.00 31.74 28.36 28.36 Volume Pori, Vv (10) = (5) - (9) cm3 38.54 39.67 36.93 40.31 40.31 Berat Volume Tanah, ɤ = (4) / (5) gr/cm3 1.51 1.49 1.59 1.46 1.46 Kadar Air, w = (8) / (7) * 100% % 24.92 27.88 25.43 28.21 28.21 Berat Volume Tanah Kering, ɤd = ɤ / (1+w) gr/cm3 1.21 1.16 1.27 1.14 1.14 Porositas, n = (10) / (5) * 100% % 56.13 57.77 53.77 58.70 58.70 Angka Pori, e = (10) / (9) * 100% % 127.94 136.77 116.32 142.11 142.11 Derajat Kejenuhan, Sr = (8) / (10) * 100% % 53.58 56.07 60.12 54.58 54.58

Nomor LABORATORIUM MEKANIKA TANAH

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI FAKFAK

JL. MARSEKAL ADI SUCIPTO TOREA FAKFAK

Lokasi Pengujian

(33)

G. Gambar Alat

(34)

Job 6. Uji Berat Jenis (Specific Gravity Test)

(ASTM D 854-58)

A. Tujuan

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat jenis tanah (Gs) yang

lolos saringan no. 40 dengan menggunakan piknometer.

Berat jenis tanah adalah perbandingan antara butir-butir tanah dengan berat destilasi di udara dengan volume yang sama pada temperatur tertentu, biasanya diambil temperature 27,50 C.

B. Teori Dasar

Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air yang mempunyai volume sama pada suhu tertentu. Berat jenis tanah diperlukan untuk menghitung indeks properties tanah lain (misalnya: angka pori, derajat kejenuhan, karakteristik pemampatan) dan sifat – sifat penting tanah lainnya.

G

s

γ

s

γ

w Dimana :

= Berat isi butir tanah (kg/cm3)

= Berat isi air (kg/cm3)

Gs = Berat jenis tanah

Nilai :

Gs < 2,6 = Tanah organik

(35)

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 organik berbahaya untuk tanah bangunan.

1. Piknometer kapasitas 100 ml sebanyak 3 buah 2. Saringan no. 40

3. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr

4. Oven dengan suhu dapat diatur pada suhu 1050 C – 1100 C 5. Kompor listrik

6. Termometer 7. Corong

8. Cawan perendam

1. Siapkan tanah yang lolos saringan no. 40, masukkan dalam oven selama 24 jam.

2. Setelah 24 jam, dikeluarkan dari dalam oven lalu didinginkan. 3. Piknometer dibersihkan luar dalam dan dikeringkan, kemudian

piknometer dan tutupnya ditimbang (W1).

4. Isi piknometer dengan air suling sampai penuh lalu timbang piknometer dan tutupnya (W2).

(36)

5. Ambil sampel tanah yang lolos saringan no. 40 sekitar 25 gram, masukkan dalam piknometer. Pada saat dimasukkan, usahakan tidak ada tanah yang tersisa atau tumpah.

6. Tambahkan air suling hingga 2/3 tinggi piknometer lalu diguncang-guncang agar gelembung udara dalam tanah keluar.

7. Kemudian panaskan piknometer beserta isinya dengan menggunakan kompor listrik selama ± 10 menit, agar gelembung udara yang terperangkap di dalam piknometer sepenuhnya hilang. 8. Dinginkan, lalu tambahkan air suling sampai menyentuh garis batas piknometer. Ulangi berkali-kali sampai tidak terjadi penurunan air pada garis batas piknometer tersebut.

9. Air dalam piknometer diukur suhunya dengan menggunakan termometer (t0C), lalu timbang piknometer beserta isinya (W3).

Pengolahan data atau perhitungan untuk percobaan berat jenis ini dilakukan sesuai dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Berat jenis butir-butir pada suhu t0 adalah :

• Berat piknometer kering dan kosong = W1 (gram)

• Berat piknometer + air = W2 (gram)

• Berat piknometer + tanah + air = W3 (gram)

• Berat tanah = Ws (gram)

(

2 3

)

0 ) ( W W W W t Gs s s − + =

(37)

2. Berat jenis tanah pada temperatur 27.50 C adalah : C pada beratjenis C airpadat beratjenis t Gs Gs ₀ 0 0 0 5 . 27 ) ( ) 5 . 27 ( =

Pedoman yang dapat digunakan untuk menentukan kebenaran dari hasil pengujian adalah:

Tabel 1. Pembagian jenis tanah berdasarkan berat jenis

Tipe Tanah Gs

Sand (Pasir) 2.65 – 2.67

Silty Sand (Pasir Berlanau) 2.67 – 2.70

Inorganic Clay (Lempung Inorganic) 2.70 – 2.80

Soil with mica or iron 2.75 – 3.00

Gambut < 2

Humus Soil 1.37

Gravel > 2.70

(38)

G. Gambar Alat

Gambar 9. Alat pengujian berat jenis tanah (specific gravity)

Jenis Pengujian : Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity)

I II 46.40 46.40 129.10 130.76 160.90 162.67 50.00 50.00 27.00 27.00 0.9980 0.9980 2.74 2.76 Berat Jenis, Gs

Berat Jenis Rata-rata, Gs Faktor koreksi, a = gT/g20 Temperatur, 0C

2.75 TABEL 6. BERAT JENIS TANAH (SPESIFIC GRAVITY, Gs)

Nomor Percobaan

Berat tanah kering, Ws(gram)

Berat Piknometer + air + tanah, W3 (gram) Berat Piknometer + air, W2 (gram) Berat Piknometer, W1 (gram)

(39)

Job 7. Uji Batas Konsistensi Tanah

Job 7.1. Uji Batas Cair (Liquid Limit Test)

(ASTM D 423-66 )

A. Tujuan

Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan besarnya kadar air di dalam suatu contoh tanah pada saat fase akan berubah dari cair menjadi plastis atau sebaliknya.

B. Teori Dasar

Batas cair (liquid limit) didefinisikan sebagai kadar air (water content) yang terkandung di dalam tanah pada perbatasan antara fase cair dan fase plastis.

1. Alat uji batas cair standar (Alat Cassagrande) 2. Alat pembuat alur (Grooving tool)

3. Saringan no. 40 4. Spatula

5. Plat kaca

6. Cawan / container

7. Timbangan dengan Ketelitian 0,01 gr 8. Oven

9. Palu karet 10. Air suling

(40)

1. Ambil 4 atau 5 buah cawan aluminium kemudian bersihkan dan timbang masing-masing dan beri kode.

2. Masukkan contoh tanah ke dalam mangkok pengaduk dan tambahkan air sedikit demi sedikit sambil diaduk memakai spatula sampai adonan merata/homogen.

3. Tuangkan adonan tanah ke dalam mangkok alat Cassagrande dan ratakan hingga ketebalan tanah kurang lebih 1 cm.

4. Buat alur pada adonan tanah dengan menggunakan grooving tool. Pada saat membuat alur, alat grooving tool harus tegak lurus dengan dasar mangkok alat Cassagrande.

5. Gerakkan tuas pemutar berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan 2 putaran (ketukan) perdetik dan hitung jumlah putaran sampai kedua dinding alur adonan tanah di dalam container menutup sepanjang 12,7 mm.

6. Ambil contoh tanah dan masukkan ke dalam salah satu cawan aluminiumyang sudah diketahui beratnya dan timbang.

7. Masukkan cawan dan tanah ke dalam oven yang mempunyai temperature 1050 C ± 50 C, dan diamkan selama 24 jam.

8. Ulangi langkah ke-2 sampai dengan langkah ke-7 pada contoh tanah yang mempunyai kadar air berbeda-beda minimal 3 kali. 9. Ambil semua cawan dari oven, dinginkan dan timbang. Data

(41)

10. Batas cair tanah ditentukan berdasarkan besarnya kadar air, dimana alur menutup sepanjang ½” (12,7 mm) pada ketukan ke-25. Oleh karena sulit untuk mendapatkan adonan yang tepat pada batas cairnya, maka kadar air ditentukan dengan cara menggambar grafik hubungan antara jumlah ketukan dengan kadar air.

1. Tentukan atau cari satu keadaan pengujian yang memenuhi standar ketukan 20 – 30 ketukan.

2. Tentukan kadar airnya (w)

=

100%

3. Kadar air dihitung untuk masing-masing sampel percobaan terdahulu (kadar air).

4. Setelah kadar air diperoleh, diplot ke kertas grafik semilog dengan jumlah ketukan sebagai sumbu X dan kadar air sebagai sumbu Y. 5. Buat garis regresi liniernya.

6. Rumus mencari batas cair

= (

₂₅₎

.

7. Kadar air pada ketukan yang ke-25 menunjukkan batas cair tanah yang diuji.

(42)

F. Tabel Perhitungan & Grafik y = -15.4500ln(x) + 100.0872 20 30 40 50 60 70 1 10 100 K a d a r A ir ( % ) Jumlah Pukulan

Kurva Aliran untuk penentuan Batas Cair

Jenis Pengujian : Pengujian Batas Cair (Liquid Limit, LL)

-Gram Gram Gram Gram Gram % 50.00

TABEL 7. BATAS CAIR (LIQUID LIMITS, LL)

Berat Container, W3 6.00

Kadar Air, Ww/Wd x 100% Berat Tanah Kering , (Wd=W2-W3)

58.00 50.94 Berat Air (Ww=W1-W2) 29.00 59 Jumlah Pukulan 85 No. Test 1 15

Berat Tanah Kering + Container, W2

86

No. Container A1

56 Berat Tanah Basah + Container, W1

28.00 D1 C1 62 65 50.00 90 6.00 90 59.00 6.00 4 23 30 38 3 53.00 56.00 25.00 42.37 27.00 B1 2 6.00

(43)

G. Gambar Alat

Gambar 10. Sketsa gambar pengujian batas cair (liquid limit)

(44)

Job 7.2. Uji Batas Plastis (Plastic Limit Test)

(ASTM D 424-59)

A. Tujuan

Pemeriksaan batas plastis (plastic limit) dimaksudkan untuk menentukan besarnya kadar air di dalam suatu contoh tanah pada saat tanah akan berubah dari fase plastis menjadi fase semi padat atau sebaliknya.

B. Teori Dasar

Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air di dalam tanah antara pada fase antara plastis dan semi padat. Seperti telah diuraikan sebelumnya, apabila kadar air di dalam tanah berkurang maka tanah menjadi lebih keras dan memiliki kemampuan untuk menahan perubahan bentuk. Perubahan tanah dari cair menjadi padat tersebut akan melalui fase yang dinamakan semi padat.

Hasil dari percobaan ini digabung dengan hasil pemeriksaan batas cair untuk menghitung Indeks Plastisitasnya (PI). PI ini merupakan perbedaan antara batas cair dan batas plastis suatu tanah, yang dirumuskan dengan :

PI = LL – PL

Dimana : PI = Plasticity Indeks

LL = Liquid Limit

(45)

1. Saringan no. 40

2. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr 3. Plat kaca yang bersih

4. Oven 5. Spatula

6. Cawan / container 7. Air suling

1. Bersihkan cawan aluminium dan timbang beserta tutupnya, kemudian catat beratnya.

2. Ambil tanah (yang agak kering) dan letakkan di dalam mangkok. 3. Tambahkan air ke dalam contoh tanah dan aduk dengan spatula

sampai merata.

4. Ambil contoh tanah kira-kira setengah ruas ujung jari kelingking dan remas-remas sehingga berbentuk seperti bola (kelereng). 5. Letakkan bola tanah tersebut di atas kaca datar dan gulung

(rolled) atau menggunakan telapak tangan berulangkali sampai

tanah berbentuk silinder dengan diameter 3 mm.

6. Amati tekstur tanah dengan seksama. Apabila contoh tanah yang berbentuk silinder dengan diameter 3 mm tersebut terlihat mulai retak, maka masukkan tanah tersebut ke dalam cawan aluminium dan tutup cawan dengan rapat agar kadar air tidak berubah.

(46)

7. Jika tanah yang digulung sampai diameter 3 mm belum terlihat retak, maka tanah terlalu basah dan sebaliknya bila tanah sudah retak sebelum mencapai diameter 3 mm, maka tanah terlalu kering.

8. Ulangi lagi proses ke-3 sampai dengan ke-7, sampai mendapatkan silinder tanah yang sudah mulai retak pada diameter 3 mm sebanyak 4 – 5 sampel.

9. Timbang contoh tanah dan cawan, kemudian masukkan ke dalam oven selama 24 jam pada temperature 1050 C ± 50 C.

10. Keluarkan contoh tanah dari oven dan timbang cawan yang berisi tanah kering.

11. Batas plastis ditentukan berdasarkan kadar air, dimana contoh tanah yang digulung (rolled) sampai diameter 3 mm mulai retak.

1. Harga kadar air diperoleh dengan cara yang sama seperti percoban kadar air yaitu :

Kadar air = Berat air / Berat tanah kering

2. Jika nilai LL atau PL tidak bisa didapatkan, laporkan harga PI sebagai NP (Non Plastic).

3. Jika tanah mengandung banyak pasir maka dahulukan tes PL sebelum LL. Jika PL tidak dapat ditentukan, laporan LL dan PL sebagai NP.

(47)

G. Gambar Alat

Gambar 12. Alat pengujian batas plastis (plastic limit)

Jenis Pengujian : Pengujian Batas Plastis (Plasticity Limit, PL) Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 14 Maret 2013

Metode Pengujian : ASTM D-4318

-Gram Gram Gram Gram Gram % % Indeks Plastisitas (PI) = LL - PL

(PI) = 50.36 37.23 = 13.12 %

17.5 18

5 A1

Berat Tanah Basah + Container, W1 No. Container

13 12.5

38.46 Kadar Air Rata-rata

Kadar Air, Ww/Wd x 100% Berat Tanah Kering , (Wd=W2-W3) Berat Air (Ww=W1-W2)

Berat Container, W3

22 37.23 No Test 1 2 36.00 B1 4.5 5 5 23

TABEL 8. BATAS PLASTIS (PLASTIC LIMITS, PL)

Berat Tanah Kering + Container, W2

(48)

-Job 7.3. Uji Batas Susut (Shrinkage Limit Test)

(ASTM D 427-61)

A. Tujuan

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air di dalam contoh tanah (lempung) pada saat tanah berubah dari fase semi menjadi padat.

B. Teori Dasar

Batas susut diindikasikan sebagai kadar air dimana pengurangan kadar air pada tanah tidak lagi mempengaruhi volume total tanah. Seperti telah disebutkan sebelmunya, suatu contoh tanah akan menyusut sebanding dengan volume air di dalam pori tanah yang menguap. Namun terdapat suatu batas dimana berkurangnya air di dalam pori tanah tidak mengurangi volume tanah.

1. Mangkuk Shrinkage (monel) 2. Tabung kaca

3. Kaca datar yang cukup luas untuk menutup tabung shrinkage 4. Plat kaca dengan 3 buah lubang

5. Mangkok porselain 6. Gelas kaca

7. Gelas ukur

(49)

9. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram 10. Alat untuk menentukan kadar air

11. Spatula

D. Prosedur Percobaan

1. Ambil contoh tanah yang sudah dikeringkan pada suhu ruangan dan lolos saringan no. 40 secukupnya.

2. Tambahkan air pada tanah tersebut dan campur hingga merata, perlu diperhatikan. Kadar air dari pasta lebih tinggi dari bats cair tanah yang bersangkutan untuk memastikan campuran tanah dan air telah benar-benar jenuh.

3. Lapisi mangkok shrinkage limit dengan Vaseline setipis mungkin secara merata dan timbang beratnya (W1).

4. Isi mangkok dengan tanah yang telah dicampur air kira-kira sepertiga dari volume mangkok. Getarkan mangkok yang telah terisi tanah dengan cara mengetuk-ngetuk mangkok tersebut pada permukaan meja secara perlahan-lahan agar tanah dapat mengisi secara merata sampai ke pinggir-pinggiran mangkok dan tidak ada gelembung udara yang tertinggal atau terjebak.

5. Ulangi sekali lagisampai mangkok terisi penuh.

6. Ratakan permukaan tanah dalam mangkok dengan spatula sesuai dengan tinggi mangkok. Bersihkan sisi-sisi luar dari mangkok tersebut dan timbang beratnya (W2).

(50)

7. Angin-anginkan tanah yang di dalam mangkok tersebut selama kira-kira 6 jam, kemudian oven selama 24 jam.

8. Keluarkan tanah yang telah dioven dari mangkok, kemudian isi mangkok tersebut dengan air raksa, ratakan air raksa denga menggunakan pelat kaca yang mempunyai 3 lubang. Kemudian timbang berat air raksa yang tertinggal dalam mangkok (W4).

9. Tanah yang telah dikeluarkan dalam mangkok dimasukkan ke dalam mangkok peluberan yang berisi air raksa. Ratakan atau tekan pelat kaca ke dalam mangkok tersebut hingga kelebihan air raksa yang tumpah melalui lubang pada kaca tersebut.

10. Hitung air raksa yang tumpah ke dalam mangkok peluberan (W5).

Berat ini dipakai untuk menentukan volume tanah yang diuji.

1. Rumus mencari kadar air (w) :

=

100%

Dimana :

Wa = Berat air (gram)

Wa = W2 – W3

Ww = Berat tanah basah (gram)

Ww = W2 – W1

Wd = Berat tanah kering

(51)

W1 = Berat mould (gram)

W2 = Berat tanah basah + mould (gram)

W3 = Berat tanah` kering + mould (gram)

2. Rumus mencari batas susut (SL) :

=

−

=

−

Dimana :

W4 = Berat air raksa yang dipakai untuk mengisi mangkok

shrinkage (gram)

W5 = Berat air raksa yang dipindahkan oleh tanah yang diuji

(gram)

= − !

"#$ "% &%

' 100%(

Dimana : SL = Batas susut (%) ω ₌ _{Kadar air (%)}

Vw = Volume tanah basah (cm3)

Vd = Volume tanah kering (cm3)

Wd = Berat tanah kering (gram)

3. Susut volumetrik suatu tanah terhadap volume tanah adalah persentase pengurangan volume tanah pada suatu kadar air (dalam persen) tertentu berkurang menjadi pada batas tanah.

(52)

G. Gambar Alat

Gambar 13. Alat pengujian batas susut (shrinkage limit)

Jenis Pengujian : Pengujian Batas Susut (Shrinkage Limit, SL) Lokasi Pengujian : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Tanggal Pengujian : 14 Maret 2013

No Test

-Berat Mould, W1 Gram Berat Mould + Tanah basah , W2 Gram Berat Mould + Tanah kering , W3 Gram Gram Gram Berat tanah basah, Ww=W2-W1 Gram Berat tanah kering, Wd=W3-W1 Gram Berat air,Wa=W2-W3 Gram Berat cawan petri, Wp Gram Berat jenis air raksa, r

Volume tanah basah, Vw=(W4-Wp)/r m3 Volume tanah kering, Vd=(W5-Wp)/r m3 Kadar air, =Wa/Wd x 100% % % SL rata - rata % 37.19 42.01 13.6 20.30 14.51 73.12 Batas susut, SL = Kadar air-((Vw-Vd)/Wd)x100%) 39.86 6 38.2 24.6 276.1 197.4 32.2 18.6 13.6 0 13.6 0 13.7 18.8 32.5 191.8 274.9 0 13.6 20.97 15.30 67.84 24.80 18.5 12.55 6 37.05 JLN. MARSEKAL ADI SUCIPTO TOREA FAKFAK

1 24.5 285.2 208.1 31.05 38.5 Berat Air Raksa yang dipakai untuk

mengisi mangkok shringkage, W4 Berat Air Raksa yang dipindahkan oleh tanah yang ditest, W5

6 3 2

40.37 72.87 14.10 20.21

(53)

Job 8. Uji Analisa Ukuran Butir Tanah

Job 8.1. Uji Analisa Saringan (Sieve Analysis)

(ASTM D 2487-69)

A. Tujuan

1. Untuk mengetahui gradasi pembagian butiran dari suatu contoh tanah berbutir kasar.

2. Untuk mengklasifikasikan tanah.

3. Untuk mengetahui koefisien keseragaman (Cu) dan koefisien

gradasi (Cc).

B. Teori Dasar

Pada dasarnya partikel-partikel pembentuk struktur tanah mempunyai ukuran dan bentuk 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 pasir, sifatnya tergantung kepada ukuran butirannya. Karena itu sering dipakai koefisien bilangan untuk menggambarkan pembagian butirannya. Koefisiennya sebagai berikut :

Ukuran efektif = D10

Koefisien keseragaman = D60 / D10

Koefisien gradasi = (D30)2 / D10 x D60

Sehingga di dalam mekanika tanah, analisa ukuran butir banyak dilakukan / dipakai sebagai acuan untuk mengklasifikasikan tanah.

(54)

1. Satu set saringan no. 4, 10, 20, 40, 60, 100, 200 dengan pan. 2. Sieve shaker, yaitu alat pengguncang saringan mekanis. 3. Oven elektrik.

4. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram.

5. Sikat dan kuas, untuk membersihkan saringan. 6. Palu karet, untuk memisahkan butiran tanah.

7. Air suling untuk untuk mencuci tanah di atas saringan no. 200

D. Prosedur Pengujian a) Cara Kering

1. Tanah kering oven sebanyak 500 gram, lolos saringan 4. 2. Bersihkan masing-masing saringan #4, #10, #18, #40, #60

masing-masing saringan tersebut dan susun sesuai standard yang dipakai.

3. Masukkan sampel ke dalam susunan saringan tersebut. 4. Letakkan ke alat pengguncang saringan, kencangkan

penjepitnya.

5. Hidupkan motor penggerak mesin pengguncang selama ±15 menit.

6. Setelah dilakukan pengguncangan selama ±15 menit, mesin pengguncang dimatikan. Biarkan selama 5 menit untuk memberi kesempatan agar debu-debu mengendap.

(55)

7. Timbang berat masing-masing saringan beserta benda uji yang tertahan didalamnya demikian pula halnya dengan pan.

b) Cara Basah

1. Contoh tanah dari lapangan dikeringkan (dijemur) atau dengan menggunakan alas pemanas lain dengan suhu tidak lebih dari 600 C. Tumbuk gumpalan-gumpalan tanah dengan menggunakan palu karet agar butiran-butirannya lepas agar benda uji dapat mewakili, maka dilakukan cara seperempat atau dengan memasukkan ke dalam sampel spliter.

2. Timbang benda uji sebanyak 500 gr, masukkan ke dalam saringan no. 200 kemudian cuci sampai kelihatan bersih. Keringkan benda uji yang tertahan no. 200 tersebut ke dalam oven selama 24 jama dengan suhu ±1100 C.

3. Susun satu set saringan sesuai dengan standard yang digunakan.

4. Timbang masing-masing saringan tersebut dan sebelumnya dibersihkan dengan menggunakan sikat.

5. Masukkan benda uji yang tertahan saringan no. 200 ke dalam saringan yang telah tersusun. Guncangkan dengan menggunakan sieve shaker (alat pengguncang) selama 15 menit. Diamkan selama 5 menit agar benda uji mengendap. 6. Timbang benda uji yang tertahan pada masing-masing

(56)

1. Berat tertahan diperoleh dari hasil penimbangan tanah yang tertahan pada masing-masing saringan.

2. Jumlah berat tertahan adalah kumulatif dari berat tertahan. 3. % tertahan = (jumlah berat tertahan/berat tanah kering) x 100% 4. % lewat = 100% - % tertahan.

5. Persen lewat terhadap suatu contoh = persen lewat.

6. Persentase kumulatif tanah yang tertinggal pada saringan ke-n adalah jumlah persentase tanah yang tertahan sampai saringan ke-n.

7. Persentase finer = 100% - persentase kumulatif. Koefisien Keseragaman (Cu) 10 60 D D Cu= Koefisien Konkavitas (Cc)

(

)

(

10 60

)

2 30 D * D D Cc= Dimana :

D60 = Diameter butiran yang lolos 60% D10 = Diameter butiran yang lolos 10% D30 = Diameter butiran yang lolos 30%

(57)

F. Tabel Perhitungan & Grafik 0 20 40 60 80 100 0.0001 0.0010 0.0100 0.1000 1.0000 10.0000 No. 10 No. 4 No . 18 No. 40 No. 60 No. 100 No. 200 P e rs e n L o lo s ( % ) Diameter Saringan (mm) No Saringan

Jenis Pengujian : Pengujian Analisa Saringan

Metode Pengujian : ASTM D-422, ASTM D-1140

Sebelum Sesudah 580 80 500 Tertahan Lolos 4 4.75 0 100 10 2 5.30 94.70 18 0.84 10.46 89.54 40 0.425 19.40 80.60 60 0.25 27.52 72.48 100 0.15 36.20 63.80 200 0.075 45.90 54.10 Pan - 100 0.0

0 Persen (%) 270.5 52.3 44.7 97 48.5 40.6 137.6 181 43.4 25.8 0

229.5 500

TABEL 10. ANALISA SARINGAN

26.5 Berat tanah kering + Container

Berat tanah Kering Berat Container 26.5 Saringan No. Diameter (mm) Berat Kumulatif (gram) Berat Tertahan (gram)

(58)

G. Gambar Alat

Gambar 14. Saringan yang dipakai dalam pengujian analisa saringan

(59)

Job 8.1. Uji Analisa Hidrometer (Hydrometer Analysis)

(ASTM D 422-63)

A. Tujuan

Untuk menentukan pembagian butiran tanah yang lolos saringan no. 200 dan lengkung gradasinya.

B. Dasar Teori

Analisa hidrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi (pengendapan) butir-butir tanah dalam air. Bila suatu contoh tanah dilarutkan dalam air, partikel-partikel tanah mengendap dengan kecepatan yang berbeda-beda tergantung pada bentuk, ukuran dan beratnya.

1. Alat ukur hidrometer

2. Gelas ukur kapasitas 125 ml dan 1000 ml

3. Oven dengan suhu dapat diatur pada suhu 1050 C – 1100 C 4. Karet penutup dengan diameter sama dengan gelas ukur 5. Stopwatch

6. Termometer 0-500 dengan ketelitian 0,50C 7. Saringan no. 200 dan pan

8. Bak air dengan temperatur tetap 9. Air suling

(60)

D. Prosedur Percobaan

1. Ambil 50 gram tanah yang lolos saringan 200, oven selama 24 jam

2. Siapkan bahan kimia yang dapat digunakan untuk mencegah butir-butir tanah untuk berflokulasi (bahan kimia yang biasa digunakan adalah larutan calgon). Larutan ini dapat dibuat campuran 1000 ml air dengan 40 gram calgon.

3. Ambil gelas ukur berukuran 1000 ml lalu isi dengan 10 ml larutan calgon, lalu masukkan ke dalam tanah yang telah dioven. Tambahkan air sebanyak 125 ml, lalu biarkan larutan tersebut selama kurang lebih 8 – 12 jam.

4. Tambahkan air suling ke dalam gelas ukur sampai permukaan air menyentuh tanda yang menunjukkan 1000 ml.

5. Tutup gelas ukur dengan karet penutup, lalu kocok campuran tersebut dengan cara membolak-balikkan gelas ukur, lebih kurang 10 menit.

6. Letakkan gelas ukur pada bak yang mempunyai temperatur tetap. Catat waktu tesnya lalu masukkan alat ukur hidrometer ke dalam gelas ukur secara perlahan-lahan.

1. Rumus penyelesaian

Rcp = R + Temperatur Correction + Zero Correction

(61)

Dimana :

Rcp = Hasil pembacaan alat ukur hydrometer yang sudah

dikoreksi.

R = Hasil pembacaan alat ukur hidrometer

2. Untuk persentase butiran-butiran halus dapat dihitung dengan menggunakan rumus.

% ℎ = .

 100% Dimana

:

Ws = Berat kering contoh tanah

α = Koreksi untuk berat jenis dari ukuran butir tanah

= 1.65 − 1

3. Rumus untuk mencari garis tengan butir-butir tanah adalah : 5 0 , t L D       =

κ

Dimana :

κ = Rasio kekentalan air yang ditentukan dengan mengunakan grafik

L = Panjang efektif yang ditentukan dengan menggunakan grafik yang diberikan pada gambar sesuai dengan harga R yang bersangkutan.

(62)

Jenis Pengujian : Pengujian Analisa Hydrometer

Metode Pengujian : ASTM D-422-63)

Berat Jenis : 2.75 _gram/cm3

Zero Correction : 1

Meniscus Correction : 1

Gs Correction : 0.943

{a = 1.65 Gs/[(Gs-1)xGs]}

Berat Tanah, Ws : 50 gram

Rcp = R + Temperatur Correction + Zero Correction Rcl = R + Meniscus Correction

Waktu T R Rcp % Butiran Halus Rcl L K D=K

0.25 28 6 9.50 17.91 7 15.20 0.01208 0.09419 0.5 28 6 9.50 17.91 7 15.20 0.01208 0.06660 1 28 5.5 9.00 16.97 6.5 15.25 0.01208 0.04717 2 28 5 8.50 16.03 6 15.30 0.01208 0.03341 4 28 4.5 8.00 15.08 5.5 15.40 0.01208 0.02370 8 28 4 7.50 14.14 5 15.50 0.01208 0.01681 15 28 3.5 7.00 13.20 4.5 15.55 0.01208 0.01230 30 28 3 6.50 12.26 4 15.60 0.01208 0.00871 60 28 2.5 6.00 11.31 3.5 15.70 0.01208 0.00618 90 28 2 5.50 10.37 3 15.80 0.01208 0.00506 120 28 2 5.50 10.37 3 15.80 0.01208 0.00438 240 28 2 5.50 10.37 3 15.80 0.01208 0.00310 1440 28 2 5.50 10.37 3 15.80 0.01208 0.00127

(63)

G. Gambar Alat

Gambar 16. Sketsa gambar pengujian hidrometer (hydrometer test)

(64)

Job 9. Uji Pemadatan (Compaction Test)

(ASTM D 3441-86)

A. Tujuan

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah. Pengujian ini disebut juga Proctor Test dan dapat dilakukan dengan cara Standar ataupun Modified.

B. Teori Dasar

Beberapa istilah penting dalam percobaan pemadatan di laboratorium yaitu :

1. Pemadatan (compaction) yaitu proses merapatkan butiran tanah secara mekanis, yang menyebabkan keluarnya udara dari ruan pori, sehingga meningkatkan kepadatan tanah.

2. Kadar air optimum (optimum moisture content) yaitu kadar air dari suatu contoh tanah, yang jika dipadatkan dengan energy pemadatan tertentu akan menghasilkan nilai kepadatan maksimum ().

3. Kepadatan kering maksimum (maximum dry density) yaitu kepadatan kering yang dipadatkan, jika suatu contoh tanah dengan kadar air optimum dipadatkan dengan energi tertentu. 4. Pemadatan relatif (relative compaction) yaitu persentase

perbandingan antara yang dicapai di lapangan terhadap

(65)

5. Garis kejenuhan (saturation/zero air void line-ZAV) yaitu garis yang menunjukkan hubungan antara dan kadar air (w) untuk tanah dalam keadaan jenuh.

Energi yang di gunakan dihitung dari :

= ℎ ℎ ℎ _! Percobaan pemadatan standar masih banyak dipakai untuk pembuatan jalan, bendungan tanah. Tetapi untuk pembuatan landasan pesawat dan jalan raya, kepadatan yang dicapai dengan pengujian standar belum cukup, sehingga harus digunakan Modified Proctor.

Tabel 2. Perbedaan antara Standar Proctor dan Modified Proctor Diameter Tabung Volume tabung (cm3) Berat rammer Tinggi jatuh Jumlah tumbukan perlapis Jumlah lapis Standar Proctor 101,6 mm (4 in) 943,3 cm3 (1/30 ft3) 2.475 kg (5.5 lbs) 304,8 mm (12 in) 25 3 Modified Proctor 101,6 mm (4 in) 943,3 cm3 (1/30 ft3) 4.50 kg (10 lbs) 457,2 mm (18 in) 25 5 152,4 mm (6 in) 2.124 cm3 (3/40 ft3) 56

(Sumber : Pengujian Tanah di Laboratorium, Gogot Setyo Budi)

1. Standar Proctor mould 2. Modified Proctor Mould 3. Standar Proctor Rammer 4. Modified Proctor Rammer 5. Alat pengeluar contoh

(66)

6. Square pan 7. Cawan / container 8. Graduated cylinder 9. Scoop 10. Trowel 11. Pisau pemotong 12. Rubber mallet 13. Steel wire brush

Alat penunjang

1. Alat pengujian kadar air 2. Saringan no. 40

1. Siapkan sampel tanah yang sudah dijemur lalu hancurkan dengan menggunakan palu karet lalu saring dengan menggunakan saringan no. 4.

2. Tentukan kadar air tanah tersebut dengan menggunakan speedy. 3. Pisahkan 5 buah sampel tanah masing-masing seberat 2 kg

kemudian masukkan ke dalam kantong plastik. 4. Diamkan selama 24 jam / 1 hari.

5. Ambil salah satu sampel tadi kemudian semprotkan dengan air sedikit demi sedikit sambil diaduk-aduk dengan tangan sampai merata. Penambahan air dilakukan sampai didapat campuran tanah bila dikepalkan dengan tangan lalu dibuka, tidak hancur dan

(67)

tidak lengket. Setelah didapat campuran tanah seperti ini, catat jumlah air yang ditambahkan tadi.

6. Hitung penambahan air yang diperlukan untuk membuat sampel tanah dengan kadar air yang berbeda. Lakukan penambahan air sesuai dengan perhitungan lalu simpan sampel tanah tersebut selama 24 jam agar dipadatkan kadar air yang benar-benar merata.

7. Timbang mould standard dalam keadaan bersih dan kosong dengan ketelitian 1 gr, kemudian olesi dengan oli agar benda uji tersebut tidak melekat pada mould.

8. Pasang collar lalu kencangkan dan tempatkan pada tumpuan yang kokoh.

9. Ambil salah satu sampel tanah dari dalam kantong plastik yang telah dipersiapkan tadi kemudian isikan ke dalam mould kurang lebih sampai setengah tinggi. Tumbuk dengan palu pemadatan standard 5.516 sebanyak 25 kali secara merata sehingga setelah memadat, tanah tersebut mengisi kurang lebih 1/3 tinggi mould. 10. Lakukan hal yang sama untuk lapisan kedua dan ketiga sehingga

lapisan kedua dan ketiga dan terakhir mengisi sebagian collar. 11. Lepaskan collar dan ratakan kelebihan tanah pada mould dengan

menggunakan pisau pemotong (straight edge).

12. Isilah rongga-rongga yang terbentuk dengan tanah bekas potongan sehingga didapatkan permukaan yang rata.

(68)

13. Timbang mould dan tanah yang berada di dalamnya dengan Ketelitian 1 gram.

14. Keluarkan sampel tanah dari mould dengan menggunakan extruder mould dan ambil dua buah sampel di bagian intinya untuk diperiksa kadar airnya.

15. Lakukan hal yang sama untuk kadar air yang lain sehingga didapat 5 data pemadatan.

Cara Modified Proctor

1. Untuk cara Modified Proctor, bisa juga menggunakan mould berdiameter 4” atau 6” dan palu pemadatan.

2. Jumlah lapisan per mould adalah 5 lapis.

3. Jumlah tumbukan perlapis untuk mould diameter 4” adalah 25 kali tumbukan dan untuk mould 6” adalah 56 kali tumbukan.

1. Rumus mencari kadar air (ω) " = #_#$

%  100%

Dimana :

W5 = Berat air (gram)

W5 = W3 – W4

W7 = Berat tanah kering (gram)

W7 = W4 – W6

W3 = Berat tanah basah + container

(69)

W6 = Berat container

2. Rumus mencari kadar air akhir :

Kadar air akhir = kadar air awal + ((kadar air awal + penambahan air) / berat tanah basah) x 100

3. Rumus mencari berat volume basah : )*+ = _,#)*+

-./

Dimana :

Wwet = Berat tanah basah (gram)

Wwet = W2 – W1

V = Volume mould (cm3)

W1 = Berat mould (gram)

W2 = Berat tanah basah + mould (gram)

4. Rumus mencari berat kering (Wdry) :

#

=

_45 601237

899:

5. Rumus mencari berat isi kering

:

=

_>0_?@AB;;<= 6. Rumus mencari berat isi basah :

)*+

=

_45 (E F CCD _D₎ Dimana :

Gs = Berat jenis

Modul Praktikum Laboratorium Uji Tanah

(TS4332)

Penyusun :

MUHAMMAD YUNUS, ST., MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI FAKFAK

Job 1. Uji Sondir (Cone Penetration Test)

(ASTM D 3441-86)

Job 2. Uji Bor Tangan (Hand Boring Test)

(ASTM D 1452-65)

Job 3. Uji Kerucut Pasir (Sand Cone Test)

(ASTM D 1556-64)

ߛ

ߛ

ߛ

ߛ

ߛ

ߛ

ߛ

Job 4. Uji Kadar Air (Water Content Test)

(ASTM D 2166-71)

=





− 

− 

100%

Job 5. Uji Berat Isi (Unit Weight Test)

(ASTM D 2937-83)

Job 6. Uji Berat Jenis (Specific Gravity Test)

(ASTM D 854-58)

G

γ

γ





(

)

Job 7. Uji Batas Konsistensi Tanah

Job 7.1. Uji Batas Cair (Liquid Limit Test)

(ASTM D 423-66 )

=

 100%

=  (

25)

Job 7.2. Uji Batas Plastis (Plastic Limit Test)

(ASTM D 424-59)

-Job 7.3. Uji Batas Susut (Shrinkage Limit Test)

(ASTM D 427-61)

 =

 100%



=

−



=

−



 =  − !

'  100%(

Job 8. Uji Analisa Ukuran Butir Tanah

Job 8.1. Uji Analisa Saringan (Sieve Analysis)

(ASTM D 2487-69)

(

)

(

)

Job 8.1. Uji Analisa Hidrometer (Hydrometer Analysis)

(ASTM D 422-63)

:

κ

Job 9. Uji Pemadatan (Compaction Test)

(ASTM D 3441-86)

#

=

=

=

−

−

100%

= (

₂₅₎

=

100%

= − !

' 100%(