Praktikum
Mektan
BAB
I
PENDAHULUAN
Tanah merupakan suatu bagian yang
sangat menentukan dalam perencanaan suatu konstruksi, karena menentukan
kestabilan konstruksi tersebut. Kekuatan tanah tersebut tidak sama untuk
tempat-tempat yang berbeda, sehingga hal ini mengharuskan para perencana untuk
memperhatikan kondisi tanah sebagai suatu elemen kestabilan konstruksi yang
sangat menentukan keadaan konstruksi pada masa penggunaannya.
Untuk menentukan kondisi tanah yang akan digunakan sebagai tempat dibangunnya
suatu konstruksi, tidak cukup dilakukan perhitungan tanpa suatu pemeriksaan
yang mendalam atau spesifik. Terutama untuk mengetahui parameter-parameter dari
sifat fisis dan mekanis dari tanah tersebut. Jadi diperlukan pengujian atau
percobaan yang dilakukan secara ilmiah yakni melalui pengujian laboratorium.
Kekuatan suatu tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor yang sangat komplek dari
parameter-parameter yang didapatkan dari suatu pemeriksaan yang mendalam.
Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah tersebut, yang
meliputi sifat fisis dan mekanis tanah.
Pemeriksaan identifikasi terhadap tanah tersebut, antara lain yaitu :
1.
Pengukuran sifat fisis tanah meliputi :
§
Berat Jenis Tanah (Specific Grafity)
§
Batas Cair ( Liquid Limit ).
§
Batas Plastis ( Plastic Limit ).
§
Batas Kerut / Batas Susut ( Shrinkage Limit
).
§
Pembagian Butir (Grain Size Analisys).
2.
Pengukuran sifat mekanis tanah meliputi :
§
Pengukuran Prisma Bebas (Unconfined Compression Strength).
§
Percobaan Geser Langsung (Direct Shear Test).
§
Percobaan Konsolidasi (Consolidation Test).
Dengan
melakukan pemeriksaan terhadap sifat fisis dam sifat mekanis tanah diharapkan
tujuan dari Praktikum Mekanika Tanah II dapat tercapai. Semua pemeriksaan
terhadap sifat fisis dan sifat mekanis tanah akan dijelaskan pada bab
berikutnya dengan jelas dengan dilengkapi data hasil pengolahan masing-masing
pemeriksaan terhadap sifat fisis dan mekanis tanah. Pemeriksaan terhadap tanah
ini dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik, Universitas
Syiah Kuala.
BAB
II
PEKERJAAN
LAPANGAN
Untuk mengetahui sifat-sifat tertentu yang dikandung oleh tanah maka diperlukan
pemeriksaan terhadap tanah tersebut. Dalam hal ini perlu diketahui beberapa hal
yang berhubungan dengan pengambilan sampel tanah yang diteliti.
2.1
Keadaan Alam Lokasi Asal Tanah
Sampel
tanah yang dipergunakan dalam praktikum Mekanika Tanah ini berasal dari kampong
blang yang terletak di Blang Bintang, Aceh Besar.
Keadaan
permukaan tanah dilokasi pengambilan sampel tanah tersebut cenderung rata/datar
dan mudah tergenang air hujan serta permukaan tanah ditumbuhi
rerumputan.Lapisan permukaan tanah sampel berwarna cokelat . Tanah tersebut merupakan
tanah asli/lepas bukan tanah timbunan.
2.2
Cara Pengambilan Contoh Tanah
Pengambilan
sampel tanah untuk praktikum dilakukan dengan 2 (dua) cara, yaitu pengambilan
sampel tanah terganggu (Disturbed Sample) dan pengambilan sampel tanah tidak
terganggu (Undisturbed Sample).
2.2.1
Contoh Tanah Terganggu (Disturbed Sample).
Pengambilan
sampel tanah terganggu terlebih dahulu dilakukan pembersihan terhadap permukaan
tanah yang akan digali dengan kedalaman kira-kira 10 - 30 cm. Hal ini bertujuan
untuk menghindari lapisan tanah humus dan akar rerumputan yang tidak diinginkan
pada tanah tersebut. Sampel yang diambil kira-kira 5 kg. Tanah dibersihkan dari
sampah-sampah dan kotoran lainnya. Tanah tersebut kemudian dimasukkan ke dalam
kantong plastik untuk mengurangi penguapan air dan diikat rapi.
2.2.2
Contoh Tanah Tidak Terganggu (Undisturbed Sample).
Pengambilan
contoh tanah tidak terganggu dilakukan dengan menggunakan tube yaitu tabung
khusus dari besi yang kedua ujungnya terbuka, dengan diameter 7,3 cm (diameter
7,07 cm; diameter luar 7,53 cm), dan panjang tabung 44,5 cm. Sebelum
pengambilan terlebih dahulu tube diolesi vaselin pada bagian dalamnya. Pada
saat pengambilan, permukaan tanah digali sedalam 10 cm kemudian tube diletakkan
tegak lurus pada permukaan tanah, lalu papan kayu diletakkan di atas tube
setelah itu dipukul menggunakan palu atau kayu sampai permukaan tube bagian
atas dan tanah di dalam tube sejajar dengan permukaan tanah.
Selanjutnya
untuk mengeluarkan tube dilakukan penggalian di sekitar tube dengan menggunakan
linggis. Tube beserta sampel diangkat dan dimasukkan ke dalam plastik. Apabila
tanah terlalu keras, maka perlu dilakukan perendaman di dalam air.
2.3
Cara Pengangkutan Contoh Tanah
Sampel
tanah yang diambil dari lokasi pengambilan baik undisturbed sample dan
disturbed sample dimasukkan kedalam plastik kemudian dibawa ke Laboratorium
Mekanika Tanah untuk mendapatkan kadar air pada sample tanah tersebut.
Tanah
yang terganggu dibawa ke laboratorium dengan menggunakan kendaraan umum dan
tidak diusahakan upaya khusus untuk melindungi struktur aslinya sehingga tanah
bebas terjadi tekanan dan pemadatan.
Untuk
tanah yang tidak terganggu dibawa ke laboratorium bersama tabung baja, artinya
tanah masih beada dalam tabung baja atau tube. Tanah ini dibawa dengan
kendaraan umum, tabung yang berisi tanah dibawa dalam keadaan menggantung
sehingga tidak mempengaruhi tabung yang berisi tanah dari goncangan dan tekanan
yang dapat merubah stuktur asli tanah tersebut.
BAB III
PEKERJAAN
LABORATORIUM
Pekerjaan laboratorium meliputi pengumpulan dan perhitungan data dilakukan
dari kerja praktikum berupa pemeriksaan dan percobaan yang dikerjakan di
laboraorium, sedangkan perhitungan data dapat dilakukan di laboratorium dan
diluar dengan formulir kerja yang sama.
3.1 Pengukuran Kerapatan
Massa (Specific Grafity)
Pengukuran kerapatan massa (specific grafity) bertujuan
untuk mengetahui kerapatan massa butir tanah atau untuk menentukan berat jenis
dari suatu sampel tanah.
Sebelum pengukuran berat jenis tanah dilakukan sebagai langkah awal adalah
mengovenkan tanah 100 gram selama lebih kurang 24 jam pada suhu 1500
Celcius. Tanah yang telah kering diambil 3 bagian sampel tanah berat
masing-masing lebih kurang 25 gram dengan menggunakan alat bantu labu ukur
sebanyak 3 buah yang berukuran 100 cc, kemudian labu ukur ditimbang bersama
tanah didalamnya, sebelumnya labu ukur telah ditimbang beratnya dalam keadaan
kosong. Setelah labu ukur bersama tanah ditimbang kemudian dimasukkan air
suling kedalam labu tersebut sebanyak 2/3 bagian atau sampai tanah dalam labu
ukur terendam dan kemudian dimasukkan air suling kedalam sangkup vakum selama
lebih kurang 7 menit, pada tekanan minimum uap air pada temperatur kerja,
sehingga udara yang ada pada pori tanah dan air habis keluar. Selanjutnya labu
ukur dikeluarkan dari sangkup vakum dan kemudian ditambah air sampai
batas yang bergaris, kemudian temperatur air dalam tabung diukur dengan
menggunakan thermometer dan setelah itu labu ukur yang telah diisi air tadi
ditimbamg. Selanjutnya dilakukan percobaan kalibrasi dengan memasukkan air
kedalam labu ukur yang masih kosong dan kemudian ditimbang beratnya dan diukur
suhunya. Dari hasil perhitungan data pada percobaan ini nilai kerapatan massa
yang diperoleh adalah 2,524 gram/cm³. Untuk lebih jelasnya hasil dari
pengukuran kerapatan massa ini dapat dilihat pada formulir nomor 101/01/02 yang
terlampir.
3.2
Pengukuran Batas Cair dan Plastis.
Pengukuran batas cair bertujuan untuk
menentukan kadar air pada suatu keadaan tanah yang cendrung menunjukkan sifat
seperti benda alir. Batas tersebut ditentukan menurut cara yang dikemukakan
oleh Angka Atterberg yang berguna untuk menentukan kepekaan tanah terhadap air.
Pengukuran batas plastis bertujuan
untuk mengetahui kadar air batas terhadap suatu tanah sehingga memperlihatkan
sifat plastis. Batas tersebut ditentukan menurut cara yang dikemukakan oleh
Angka Atterberg yang merupakan pasangan angka dengan batas cair.
3.2.1 Pengukuran Batas Cair (Liquid
Limit)
Pengukuran batas cair (liquid limit) bertujuan untuk menentukan kadar air pada
satu keadaan tanah yang cenderung menunjukkan sifat seperti benda alir. Sampel
yang telah diambil dari lokasi contoh tanah dikeringkan diudara. Setelah itu
dimasukkan kedalam oven kemudian ditumbuk dalam lumpang dengan menggunakan alu
karet yang bertujuan untuk memisahkan butiran tanah satu sama lainnya dan
kemudian diayak dengan saringan no.40 sebanyak 200 gram, lalu sebagian dari
tanah itu ditumpahkan ke atas plat kaca. Kemudian diberikan air sedikit demi
sedikit dan diaduk dengan spatula hingga campuran menjadi adonan yang lembut.
Setelah itu ketinggian mangkuk Casagrande diatur setinggi 1 cm dari landasan.
Kemudian tanah yang telah diaduk dimasukkan kedalam mangkuk Casagrande,
permukaannya diratakan dan dibuat dengan grooving tool. Pemberian air diatur
sedemikian rupa sehingga tercapai 3x diatas 25 pukulan dan 3x dibawah 25
pukulan, misalnya 8, 16, 23, 28, 35, 40 (angka-angka ini sekedar contoh). Pada
masing-masing pukulan, lalu tanah harus merata pada ½ inchi atau 13 mm. Dalam
pekerjaan ini digunakan 6 buah bejana timbang yang telah diisikan adonan tanah
yang diambil tadi bagian tengah mangkuk Casagrande kira-kira sebesar ibu jari.
Setelah ditimbang dimasukkan kedalam oven pada suhu 1050 Celcius
selama lebih kurang 24 jam, Lalu setelah 24 jam dikeluarkan dari oven terlebih
dahulu didinginkan selanjutnya ditimbang kembali.
Dari percobaan yang dilakukan diperoleh data berat sampel basah total adalah 35,89 gram. Kadar
air rata-rata dari sampel sebesar 56,72 %. Hasil
perhitungan dari percobaan ini digambarkan dalam grafik hubungan antar kadar
air dan jumlah pukulan. Dari grafik hubungan antara kadar air dan jumlah
pukulan diperoleh perpotongan garis adalah x = log 25 dengan garis yang
mendekati keenam buah titik. Dengan menggunakan regresi linear diperoleh angka
Liquid Limit (LL) sebesar 55,40 %. Hasil
pengukuran dan perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada formulir nomor 100/02/01 yang terlampir
3.2.2 Pengukuran Batas Plastis (Plastic
Limit)
Pengukuran batas plastis (plastis
limit) bertujuan untuk menentukan kadar air batas terhadap suatu keadaan tanah
yang memperlihatkan sifat plastis. Sampel yang dipergunakan dalam percobaan
batas plastis dipersiapkan bersama-sama dengan percobaan batas cair. Tanah yang
telah diayak dengan saringan no. 40 sekitar 100 gram ditumbuk pada plat kaca
dan diberi sedikit air kemudian diaduk sehingga menjadi adonan yang kalis dan
dapat diulenin. Lalu diambil sebesar ibu jari sehingga membentuk batang meman
jang yang meretak pada saat berdiameter 3 mm, pada keadaan tersebut tanah telah
mencapai batas plastis.
Pada pengukuran batas plastis ini digunakan 3 buah bejana timbangan.
Masing-masing bejana dimasukkan tanah yang sudah retak tadi, kemudian ditimbang
dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 1050 Celcius selama lebih
kurang 24 jam kemudian ditimbang lagi.
Berdasarkan perhitungan data dari pengukuran yang diperoleh data berat sampel
basah adalah 13,62 gram dan kadar
air rata-rata adalah 25,00 %. Sedangkan
angka Plastic Limit (PL) sebesar 25,58 %. Dari
selisih harga batas cair dengan batas plastis diperoleh harga indeks (PI)
sebesar 29,78 %. Hasil
pengukuran dan perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada formulir nomor
100/01/02 yang terlampir.
3.3 Pengukuran Batas
Kerut (Shrinkage Limit)
Pengukuran batas kerut bertujuan untuk menentukan kadar air batas yang ada
pada batas tersebut volume tanah tidak mengecil lagi bila air pori berkurang
terus. Batas tersebut ditentukan menurut cara yang dikemukakan oleh A.
Atterberg.
Pengukuran ini dilakukan pada sampel yang telah kering oven selam ± 24 jam pada
suhu 1050 C, kemudian ditumbuk dan disaring melalui saringan # No.
40. Sampel yang digunakan kira-kira 100 gram, ditumbuk di atas pelat kaca dan
dicampur dengan air keran sampai kira-kira adonan tanah lebih basah dari batas
cair.
Adukan tanah selanjutnya dimasukkan ke dalam 3 (tiga) buah ring cetak dan pelat
kaca alas yang terlebih dahulu diolesi vaselin. Pengisian adonan ke dalam ring
diusahakan sampai tidak terdapat lagi rongga-rongga udara. Setelah padat,
bagian atas subsampel diratakan dan ditimbang dalam keadaan basah. Biarkan
ketiga subsampel selama ± 24 jam di udara terbuka agar tanah terlepas dari ring
cetak. Kemudian subsampel dikeringkan di dalam oven pada suhu 1050 C
selama ± 1 hari. Subsampel ditimbang kembali untuk mendapatkan berat keringnya.
Volume tanah kering diukur dengan air raksa, dengan cara mengisi air raksa ke
dalam bejana pelimpahan hingga penuh, kemudian tekan sedikit demi sedikit Prong
Plate ke atas permukaan air raksa sehingga permukaan air raksa tepat merata
di permukaan bejana pelimpahan. Selanjutnya, masukkan subsampel ke dalam
tabung yang berisi air raksa dan ditekan sedemikian rupa dengan menggunakan
Prong Plate sehingga tidak terdapat lagi gelembung udara. Air raksa yang tumpah
kemudian ditimbang untuk memperoleh volume tanah kering.
Hasil pengukuran dapat dilihat pada formulir nomor 100/02/02 terlampir, dengan
nilai batas kerut (SL) sebesar 22,040 .
3.4 Pengukuran Pembagian
Butir (Grain Size Analisys)
Praktikum pengukuran pembagian butir bertujuan untuk menentukan
perbandingan berat kelompok butir yang sama ukurannya. Penetapan ukuran butir
didasarkan pada anggapan bahwa butir-butir tersebut bulat seperti bola sehingga
ukuran butir tertulis sebagai diameternya. Pengukuran pembagian butir ini dapat
dilakukan dengan dua cara yaitu analisis saringan basah (Hydrometer) dan
analisis saringan kering.
3.4.1 Analisa Saringan Basah (Analisys
Hydrometer)
Pada pengukuran analisa saringan basah ini merupakan lanjutan dari pengukuran
analisa saringan kering, sampel yang digunakan adalah tanah yang telah kering
di oven dan telah dihaluskan dengan menggunakan alu karet sehingga dapat
melewati saringan no. 10.
Sampel yang lewat no. 10 tersebut direndam dalam larutan NaPO3 (100 cc)
sebanyak kira-kira 60 gram dalam gelas ukur selama 24 jam. Selanjutnya rendaman
sampel tanah tersebut diaduk dengan menggunakan mixer selam 15 menit. Kemudian
sampel tanah yang telah diaduk dimasukkan kedalam gelas ukur 1000 cc dan
ditambahkan air sampai batas 1000 cc, pengukuran dilakukan setelah air dan
tanah telah tercampur rata. Pelaksanaan pada langkah awal dimulai pada menit :
¼, ½, ¾, 1, 2, 3, 4, 8, 16, 30, 45, 60, 120, 240, 480, 960, dan terakhir pada
menit 1440. Pada menit-menit tersebut dilakukan pembacaan dengan
menggunakan Hidrometer dan Termometer. Hasil selengkapnya dapat dilihat
berturut-turut pada formulir no. 105/ 03/ 02 dan 105/ 04/ 02.
3.4.2 Analisa Saringan Kering (Dry
Sieve Analysis).
Pengukuran pembagian butir yang menggunakan analisa saringan kering diawali
dengan mengovenkan sampel tanah selama 24 jam. Tanah yang telah kering dioven
tersebut kemudian direndam sebanyak 60 gram dalam air selama 24 jam.
Setelah direndam tanah tersebut dicuci dengan menggunakan saringan no. 200,
agar semua butiran yang berukuran kecil atau lewat saringan no. 200 dapat
dipisahkan dengan kata lain butiran tanah yang tidak lewat saringan no. 200.
Pencucian ini dilakukan sampai air yang digunakan kelihatan jernih. Kemudian
tanah yang tidak lewat saringan diovenkan kembali selama 24 jam. Setelah
pengovenan, butiran-butiran tanah dipisahkan dengan menggunakan saringan yang
berukuran berturut-turut yaitu no. #4, no. #10, no. #20, no. #40, no.
#60, no. #80, no. #100, no. #140, no. #200, yang bertujuan untuk mengetahui
berat masing-masing butiran.
Dari hasil penyaringan diketahui bahwa butiran tanah terbesar yaitu yang
tertinggal diatas saringan no. #10 yang berdiameter 2,00 mm karena tidak
diperoleh sampel tanah yang tertinggal pada saringan #10 maka hasilnya 0 (nol),
dan sedangkan sampel tanah yang tetinggal diatas saringan no.#200 seberat 0,60
gram atau 1,00 % yang berdiameter 0.105 mm, sisanya adalah butiran tanah
yang lewat saringan yang berdiameter lebih kecil dari 0,074 mm yaitu seberat
54,54 gram atau 90,90 % dari sampel tanah. Data selengkapnya mengenai analisa
saringan kering dapat dilihat pada formulir no. 105/06/02 dan untuk lebih
jelasnya tentang diameter tanah dilampirkan dalam formulir no. 105/07/02, yang
merupakan bentuk grafik gabungan antara analisa saringan kering dan analisa
saringan basah.
3.5
Percobaan Tekan Silinder Bebas (Unconfined Compression Strength)
Percobaan tekan silinder bebas bertujuan untuk menentukan kuat elemen tanah
yang berbentuk silinder dalam melawan suatu tekanan atau menahan beban tekanan
menurut arah sumbu memanjang. Sampel yang digunakan pada percobaan merupakan
sampel tanah yang tidak terganggu yang digunakan untuk menghitung sifat mekanis
tanah. Sampel ini diambil dengan menggunakan tube sepanjang lebih kurang 30 cm
dan berdiameter 8,25 cm.
Selanjutnya sampel dikeluarkan dengan menggunakan extruder, kemudian tanah di
dongkrak dari arah dasar secara perlahan-lahan sehingga tidak terjadi pemadatan
tanah. Setelah sampel tanah tersebut dikeluarkan dari dalam tube, selanjutnya
sampel tersebut dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian pertama lebih kurang
sepanjang 15 cm digunakan untuk percobaan prisma bebas dan selebihnya digunakan
untuk pecobaan kuat geser langsung.
Dengan menggunakan Trimmer dan wire saw, sampel dibentuk sehingga berdiameter
5,59 cm, tinggi 11,20 cm, luas
penampang 24,53 cm² dan volume
274,73 cm³.
Percobaan selanjutnya adalah dengan melakukan percobaan dengan alat Compression
Machine model U-560 Soil Test Inc 2205 LEEST, Evansto ILL USA bernomor 8681.
Pengukuran pembebanan dilakukan dengan melakukan proving ring dengan konstanta
0,04082 N/mm, dialnya berskala 0,001 cm/in. Untuk pemadatan diukur dengan dial
berskala 0,001 cm/in, dan hasil perhitungan diperoleh kecepatan pemadatan
rata-rata 46 berskala/menit. Berdasarkan harga ini dapat diketahui harga
kecepatan pemadatan untuk selang waktu 15 menit. Pembacaan dihentikan apabila
angka dial proving ring tetap sama atau menurun. Hasil selengkapnya
dapat dilihat pada formulir no. 106/01/02 dan 106/02/02.
3.6 Percobaan Geser
Langsung (Direct Shear)
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan harga sudut geser (Φ) dan harga kohesi
(c) dari suatu elemen tanah. Persiapan bahan dan cara pengambilan sampel tanah
untuk percobaan Direct Shear sama dengan yang dilakukan pada percobaan
Unconfined test yaitu sampel tanah tidak terganggu.
Dalam percobaan Direct Shear digunakan Cutting Ring dan plat kaca. Untuk
Cutting Ring dilakukan pengukuran tinggi, diameter dan ditimbang beratnya
bersama dengan plat kaca. Sampel tanah dipotong dengan menggunakan Wire Saw
lebih tebal dari Cutting Ring, selanjutnya sampel tanah dimasukkan kedalam
Cutting Ring yang dialasi kaca, lalu sampel tanah dipotong dan disesuaikan
dengan Cutting Ring serta ditimbang beratnya.
Selanjutnya sampel tanah dimasukkan kedalam mesin Direct Shear merk ELE, lalu
semua sekrup penyatel dan pengukur diatur serta diberi pembebanan 0,509 kg,
1,536 kg dan yang terakhir adalah 3,590 kg untuk masing-masing test. Sedangkan
tegangan normal pada alat (σn) masing-masing sebesar 0,301 kg/cm², 0,625 kg/cm², dan
1,28 kg/cm². Mesin
dijalankan bersamaan dengan stopwatch dan dilakukan pembacaan terhadap dial
gerakan vertikal, horizontal dan beban geser. Saat dial beban geser tidak
bertambah lagi (tetap) atau menurun, maka mesin dihentikan dan benda uji
dikeluarkan untuk diambil dan dibelah menjadi dua bagian, kemudian ditempatkan
kedalam dua container serta ditimbang beratnya. Selanjutnya sampel tanah
dimasukkan kedalam oven selama 24 jam dengan suhu 1050 Celcius dan
setelah dikeluarkan dari oven lalu ditimbang berat keringnya.
Pengukuran dilakukan dengan tiga sampel pada pembebanan yang berbeda-beda.
Hasil perhitungan dan pengukuran terdapat pada formulir 111/01/02 sampai dengan
111/05/02.
3.7 Percobaan Konsolidasi
Tujuan pecobaan konsolidasi adalah untuk menentukan hubungan perubahan volume
tanah, beban static yang bekerja padanya dan waktu yang diperlukan untuk
perubahan itu.
Persiapan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sampel tanah tidak
terganggu. Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan tube.
Selanjutnya sampel tanah kemudian dikeluarkan dari tube dengan menggunakan
Extruder, lalu tanah tersebut diambil sebagian dan dimasukkan kedalam Cutting
Ring dan diratakan dengan Wire Saw. Sampel tanah beserta Cutting Ring
digeser-geserkan diatas plat kaca.
Cutting Ring beserta sampel tanah dan plat kaca ditimbang beratnya. Sebelumnya
diukur diameter, tinggi Cutting Ring dan ditimbang berat kosong Cutting Ring
dengan plat kaca. Untuk mengukur kadar air sampel tanah yang belum mengalami
tekanan maka diambil sisa tanah tadi dan diukur berat basahnya, lalu kemudian
dimasukkan kedalam oven selama 24 jam dengan suhu 105 derajat celcius dan
ditimbang berat keringnya.
Selanjutnya disiapkan stopwatch dan formulir yang telah diisi dengan waktu
pembacaan dial. Benda uji dimasukkan kedalam sel konsolidasi dan diberi
pembebanan dengan berat 0,519 kg, 0,318 kg, 0,636 kg, 1,272 kg, 2,544 kg dan
5,088 kg. Sedangkan jangka waktu pembacaan dial (dalam menit ) yaitu pada
menit-menit : 0,25; 1 ; 1,25 ; 4 ; 6,25 ; 9 ; 12,25 ; 16 ; 25 ; 36 ; 49 ; 64 ;
81 ; 100 ; 121 ; 144 ; 169 ; 196 dan 225 menit.
Pembacaan dial dihentikan pada saat tidak terjadi lagi kenaikan atau tiga kali
pembacaan bernilai sama (tetap). Sesudah selesai pengujian, benda uji yang
mengalami pembebanan terlebih dahulu digambar untuk mengetahui berapa sudut
keretakannya, lalu setelah itu ditimbang berat basahnya. Setelah itu kemudian
dimasukkan kedalam oven dengan suhu 1050 Celcius dan ditimbang berat
keringnya. Data dari praktikum ini dapat dilihat dari lampiran formulir
106/01/0
BAB
IV
ANALISA
DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini
akan disebutkan data dan hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis maupun sifat mekanis
serta klasifikasi tanah yang akan diperiksa. Dengan demikian dapat diuraikan
secara ringkas sifat-sifat teknis dan kemungkinan pemanfaatan tanah tersebut
dalam bidang Teknik Sipil.
4.1 Pengukuran Sifat Fisis
Pengukuran sifat fisis tanah dilakukan pada sampel tanah yang diambil secara
biasa. Pengukuran sifat fisis ini bertujuan untuk mendapatkan data-data yang
diperlukan untuk menentukan klasifikasi tanah yang diuji, yang sangat membantu
dalam perencanaan dan pekerjaan Teknik Sipil.
4.1.1 Pengukuran Kerapatan Massa
Nilai pengkuran berat jenis terhadap 3 (tiga) sampel yang
diuji didapatkan berdasarkan rumus :
Berat Jenis (Spcific Grafity)
=
= 0,25
Dimana :
Js = Massa Jenis Tanah
(gr/cm3)
Jw = Berat Volume Air (9,807 kN/m3)
Kerapatan massa (mass density)
mempunyai dimensi kg/m³. Besaran kg disini bukan besaran gaya yang merupakan
angka ukur dari sebuah timbangan. Di lain pihak, berat jenis (specific gravity)
tanpa dimensi karena angka berat jenis merupakan perbandingan kerapatan massa
suatu sampel tanah pada suhu 00 Celcius terhadap kerapatan massa air
pada suhu 40 Celcius. Dari hasil perhitungan data pada percobaan ini
nilai kerapatan massa yang diperoleh adalah 2,493. Hasil pengukuran langsung dari praktikum ini berupa
berat satuan (unit weight) butir-butir tanah.
4.1.2 Batas Cair dan Batas Plastis
Dari data grafik Hubungan kadar air dan jumlah ketukan yang tercantum dalam
lampiran nomor 100/02/01. Pengukuran batas plastis (PL) pada tiga buah sampel
diperoleh rata-rata sebesar 13,62 %. Sedangkan
batas cair (LL) diperoleh rata-rata sebesar 40 %. Dari
selisih batas cair dan batas plastis diperoleh indeks plastis (PI) sebesar 29,58 %.
4.1.3
Pembagian Butiran
Percobaan pembagian butiran dilakukan dengan dua cara yaitu analisis
saringan kering dan analisis saringan basah (Hydrometer). Analisis saringan
kering dilakukan pada tanah yang berbutir kasar seperti pasir dan kerikil,
sedangkan analisis saringan basah diperuntukkan bagi tanah yang berbutir halus
seperti lempung (Clay) dan lanau (Slit).
Dari data dan perhitungan analisis saringan kering yang tercantum pada lampiran
nomor 105/05/02 diketahui persentase tanah yang lewat saringan nomor 200 adalah
54,54%.
4.2 Pengukuran Sifat
Mekanis
Pengukuran sifat mekanis tanah dilakukan pada sampel tanah tidak terganggu.
Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan nilai koefisien kohesi (c) dan sudut
geser (Φ), sehingga dapat digunakan untuk menentukan kekuatan daya dukung yang
dapat diterima dari konstruksi bangunan diatasnya dengan menggunakan rumus :
S = C + σ tan Φ
Dimana :
S
=
Kuat geser tanah
σ
=
Tegangan normal pada bidang geser
Φ
=
Sudut geser
4.2.1 Percobaan Kuat Tekan Silinder
Percobaan ini dilakukan untuk mendapatkan parameter kuat geser dengan
pembebanan aksial tekan. Dari hasil percobaan tersebut diperoleh tegangan
maksimum 0,732 kg/cm².
Tegangan maksimum diambil dari tegangan sebelum sampel retak atau pecah.
4.2.2 Percobaan Geser Langsung
Percobaan geser langsung (Direct Shear) merupakan percobaan seperti
menggunting, yang tujuannya dilakukan untuk mendapatkan sudut geser dan
koefisien kohesi (c). pengukuran didasarkan pada persamaan Coulomb :
|
Dimana :
S = Kuat geser tanah
σ = Tegangan normal pada
bidang geser
Φ = Sudut geser
Dari grafik hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser dari tiga buah
percobaan diperoleh harga koefisien kohesi (c) = 0,20 kg/cm² dan sudut geser (Φ) sebesar 6º.
4.2.3 Percobaan Konsolidasi
Percobaan konsolidasi merupakan penurunan yang terjadi pada arah vertikal,
sehingga tidak terdapat aliran naik atau pergerakan tanah latural. Hal ini
terjadi dalam pengujian di laboratorium dan umumnya juga berlaku di lapangan.
Karakteristik-karakteristik konsolidasi suatu tanah adalah indeks tekanan (Cc)
dan koefisien konsolidasi (Cv). Indeks tekanan berhubungan dengan besarnya
konsolidasi atau penurunan yang terjadi. Data yang diperoleh dari pengujian
konsolidasi disajikan dalam bentuk pembacaan dial atau penurunan. Dari grafik
hubungan antara pembacaan dial dengan log waktu didapatkan harga t 50 dan dari
grafik hubungan antara pembebanan dengan akar waktu didapatkan harga t 90.
Harga ini digunakan untuk mencari nilai koefisien konsolidasi (Cv). Dengan
diketahuinya nilai koefisien konsolidasi (Cv) ini maka waktu konsolidasi di
lapangan dapat diperhitungkan.
4.3 Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengenalan secara sifat mengenai
sifat-sifat umum tanah. Tanah dapat diklasifikasikan sebagai tanah kohesi dan
tidak kohesi ataupun tanah berbutir kasar dan berbutir halus. Berdasarkan hasil
perhitungan sifat-sifat fisis, maka secara umum tanah dapat diklasifikasikan
kedalam dua sistam yaitu sebagai berikut :
1. AASHTO
(American Association of State an Highway Transportation Official)
2. USCS
(United Soil Classification System)
4.3.1 Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO
Berdasarkan hasil praktikum didapat :
§ Observasi tanah adalah coklat
kekelabuan dan sedikit berbau.
§ Js = 2,493 gr/cm3
§ LL = 55,4 %
§ PL = 25,58 %
§ PI = 29,58 %
§ Lolos # 40 = 2,95 %
§ Lolos # 100 = 5,69 %
§ Lolos # 200 = 54,54 %
Sistem ini pada mulanya dikembangkan
oleh Bureu of Public Roads (BPR) yang digunakan untuk mengklasifikasikan tanah
pada pemakaian lapisan jalan raya.
Dalam sistem AASHTO tanah diklasifikasikan dalam tujuh kelompok, A-1 sampai
A-7. Pada awalnya dibutuhkan data sebagai berikut :
1.
Analisa saringan
2.
Batas cair, batas plastis dan indeks plastis
3.
Batas kerut
Berdasarkan
presentase material yang lolos saringan no.200 yaitu 54,54 % (lebih besar dari
35%), batas cair yaitu 55,4% (lebih besar dari 41%) dan indeks plastis yaitu
25,82 % (lebih besar dari 11%) maka sub kelompok yang sesuai dengan data-data
adalah A-7. Kemudian karena IP >LL-30, tanah merupakan A-7-5. Tanah ini
berupa berlanau.
Untuk menentukan tingkatan relatif dari bahan dalam suatu
sub kelompok maka ditentukan indeks kelompok (GI) yang merupakan fungsi dari
persentase tanah yang lolos saringan no. #200 dan batas Atterberg. Berdasarkan
buku “Mekanika Tanah I” jilid 1 oleh Braja M. Das Indeks kelompok (GI) dapat
diperoleh persamaan :
GI = (
F-35 ) [ 0,2 + 0,005 ( LL - 40 )] + 0,01 ( F – 15 ) ( PI – 10 )
GI = (54,54-35) [0,2+0,005(55,4-40)]
+ 0,01(54,54-15) (29,58-10)
GI = 5,412 + 7,742
GI = 13,154 ≈ 13
Dimana :
F
= Persentase yang lolos saringan no. #200.
LL
= Persentase batas cair (LL).
PI
= Persentase indeks plastisitas (PI).
Dengan berpedoman pada buku “ Mekanika
Tanah I ” jilid 1, karangan Braja, M. Das tersebut dapat diketahui bahwa indeks
kelompok (GI) pada contoh tanah tersebut klasifikasi lengkapnya menurut “
AASHTO “ ialah termasuk A-7-5
(11).
4.3.2 Sistem Klasifikasi Tanah USCS
Sistem ini pada mulanya dikembangkan
untuk membangun lapangan terbang. Diuraikan oleh Casagrande (1984), tetapi
sedikit dimodifikasi pada tahun 1954 agar dapat terpakai untuk bendungan dan
konstruksi-konstruksi lainnya.
Sistem
klasifikasi tanah mendefinisikan tanah sebagai berikut :
a.
Berbutir kasar bila kurang dari 50% lolos saringan no.200
b.
Berbutir halus bila lebih dari 50% lolos saringan no.200
Tanah
berbutir kasar dapat dikelompokkan menjadi :
a.
Kerikil, apabila lebih dari setengah fraksi kasar tertahan pada saringan no.4
b.
Pasir, apabila lebih dari setengah fraksi kasar berada pada ukuran saringan
no.4 dan no.200
Dalam
klasifikasi tanah menurut USCS didapat data sebagai berikut :
Lolos saringan no.200 = 54,54% lebih
besar dari 50%
PI = LL – PL = 55,4 – 25,82 = 25,58%
Karena persentase lolos saringan no.200 adalah 54,54%, yang berarti lebih besar
dari 50% maka tanah termasuk dalam butiran halus. Karena nilai LL = 55,4%
(lebih besar dari 50%), maka terrmasuk SW atau SM. selanjutnya ditentukan nilai
indeks plastisnya, PI = LL – PL atau PI = 55,4 – 25,82 = 29,58%. Nilai-nilai PI
dan LL kemudian diplot pada diagram plastisitas sehingga dapat ditentukan letak
titik di bawah garis A, yang menempati zona SM. Jadi tanah tersebut dapat
diklasifikasikan sebagai SM (pasir berlanau, campuran pasir lanau)
4.4 Sifat-sifat
Kemungkinan Pemanfaatan Teknis Tanah.
Sesuai
dengan klasifikasi sistem “ AASHTO “ dimana contoh tanah yang diperiksa
merupakan tanah berlempung. Menurut buku Perkerasan Jalan Raya karangan S.
Sukirman, tanah tersebut tidak dapat dipakai dalam pembangunan jalan bila
dibandingkan dengan kelompok tanah lainnya. Kualitas buruknya juga terlihat dari
daya dukung tanah yang kecil padahal tekanan terhadap permukaan jalan atau
tanah dasar bukan saja dari beban jalan, tetapi juga beban dari benda yang
melalui jalan. Oleh karena itu tanah tersebut harus dicampurkan dengan
bahan-bahan lain untuk meningkatkan daya dukung tanahnya. Meskipun demikian
tanah tersebut dapat dimanfaatkan untuk jalan perkerasan dan harus
ditambah lapisan kerikil secara periodik untuk stabilitas jalan.
Menurut
sistem “ USCS “ tanah ini termasuk jenis pasir berlanau. Tanah ini mempunyai batas cair yang cukup tinggi dan
kurang baik untuk pembangunan jalan karena sukar dipadatkan. Tanah ini lebih
sesuai jika digunakan untuk pembangunan bendungan, tanggul dan sebagainya
karena lebih bersifat plastis. Tetapi contoh tanah tersebut mungkin masih
bisa dipakai dengan syarat tekanan terhadapnya tidak mencapai 1,21 kg/cm² dan
beban gesernya tidak melebihi beban geser contoh tanah tersebut. Apabila
diperlukan kekuatan yang lebih besar lagi, maka tanah itu harus dicampurkan
dengan bahan-bahan lain agar indeks plastisnya menjadi kecil.
Adapun
beberapa prosedur untuk menstabilisasikan (mengurangi perubahan volume) pada
tanah tersebut adalah sebagai berikut :
1. Tanah tersebut ditambah
bahan pencampur seperti gamping yang terhidrasi. Biasanya indeks plastisnya
akan lebih kecil dari 20 % sampai 40 %.
2. Tanah tersebut
dipadatkan pada keadaan lebih basah dari optimum (3 % sampai dengan 4 %) hingga
didapatkan struktur lempung yang terdispensi dan pada saat yang sama dihasilkan
kerapatan kering yang rendah.
Terlepas dari semua itu, memang dapat diketahui bahwa
dengan nilai batas cair yang hampir termasuk tinggi pada contoh tanah yang
diperiksa, maka sifat teknisnya memang buruk, dimana daya dukungnya (kekuatan)
rendah. Oleh karena itu untuk dapat dimanfaatkan dalam konstruksi-knstruksi
teknik sipil masih diperlukan peningkatan kualitas dengan berbagai cara yang
beberapa diantaranya telah disebutkan.
4.5 Data Hasil Praktikum
Berdasarkan perhitungan
(pengolahan) data hasil pemeriksaan sifat fisis dan sifat mekanis terhadap
contoh tanah, maka diperoleh parameter-parameter sebagaimana tujuan tiap-tiap
praktikum. Adapun hasil-hasil pemeriksaan sifat-sifat tanah tersebut adalah :
Tabel 4.5.1 Hasil Pemeriksaan Sifat Fisis
NO
|
URAIAN
|
NILAI
|
1
2
3
4
5
|
Berat Jenis
Tanah (Js)
Batas Cair
(LL)
Batas Plastis
(PL)
Indeks
Plastis (PI)
Lolos #
no.200
|
2,493 kg/cm²
55,4 %
25,82 %
29,58 %
54,54 %
|
Tabel 4.5.2 Hasil Pemeriksaan Sifat Mekanis
NO
|
PERCOBAAN
|
KEADAAN SAMPEL
|
NILAI
|
1
|
Unconfined Test
|
Kadar air
Berat Volume
Basah
Berat Volume
Kering
|
%
gram/cm³
gram/cm³
|
2
|
Direct Shear
|
Kadar Air
Berat Volume
Basah
Berat Volume
Kering
|
%
gram/cm³
gram/cm³
|
BAB V
KESIMPULAN
DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut :
- Tanah yang diteliti pada praktikum Mekanika Tanah ini diklasifikasikan :
§ Berdasarkan AASHTO, tanah
termasuk kelompok A–7 dan sub kelompok A-7-5 (11).
§ Bardasarkan USCS, tanah
termasuk kelompok SM (pasir berlanau, campuran pasir
berlanau).
- Faktor yang mempengaruhi hasil praktikum antara lain adalah praktikan, instrument, suhu, pengembalian sampel tanah, ketelitian praktikum dan cara pengangkutan tanah. Konstanta-konstanta yang diperoleh dari hasil praktikum disesuaikan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi hasil praktikum.
- Contoh tanah yang diperiksa berkualitas paling buruk untuk dipakai dalam pembangunan jalan dengan perkerasan yang mengakibatkan antara lain rendahnya daya dukung dan kuat geser serta fungsi nilai batas cair dan indeks plastisnya sehingga termasuk sukar didapatkan.
- Pemanfaatan tanah tersebut adalah untuk pekerjaan pondasi seperti bendungan, bangunan dan konstruksi yang sejenis, satu pembangunan jalan tanpa perkerasan. Hal ini dimungkinkan bila tekanan dan bebas geser terhadapnya tidak melebihi kemampuannya serta diusahakan memperkecil nilai batas dan indeks plastisnya dengan mencampurkan bahan-bahan lain untuk memperbaiki sifat-sifat fisisnya.
- Hasil pemeriksaan terhadap sampel tanah adalah :
Berat
Jenis
= 2,493 gram/cm³
Batas Cair
(LL)
= 55,4 %
Batas Plastis (PL)
= 25,82 %
Indeks Plastis
(PI)
= 29,58 %
Sudut Geser Direct
Shear
= 6º
Koefisien Kohesi Direct
Shear
= 0,20 kg/cm²
5.2 SARAN-SARAN
Ø Untuk mempermudah didalam
melakukan praktikum dimasa yang akan datang, sangat baik Laboratorium Mekanika
Tanah Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala setidaknya menyediakan lebih
banyak lagi alat-alat yang digunakan dalam praktikum.
Ø Dan seluruh mahasiswa dapat
menguasai cara menggunakan alat praktikum sebelum masuk kedalam laboratorium.
Ø Kami harapkan kepada seluruh
mahasiswa untuk lebih teliti dalam melaksanakan praktikum ini dan jangan
menyepelekannya.
Ø Dan kami harapkan kepada
mahasiswa yang melakukan praktikum ini agar melihat alat-alat praktikum dan
mepelajari agar bisa digunakan oleh masing-masing mahasiswa.
Ø Mahasiswa yang melaksanakan
praktikum harus mengikuti petunjuk Bapak Pengawas di Laboratorium.
Ø Setelah selesai melakukan
praktikum diharapkan kepada mahasiswa agar material yang telah diuji
dikembalikan pada tempatnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar