Download - Mektan Bab4 Kel 2
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
BAB 4
PENGUJIAN ANALISIS BUTIRAN
(DISTRIBUSI UKURAN BUTIR)
4.1 Analisis Hidrometer/ Hydrometer Analysis
4.1.1 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari analisis hidrometer (hydrometer analysis) ini adalah
untuk menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter kurang
dari 0.075 mm (lolos saringan no 200 ASTM) dengan cara pengendapan.
4.1.2 AlatdanBahan
Adapunalat yang digunakan, meliputi :
1. Gelasukur 1000 ml 1 buah
2. Pelampunghidrometer
3. Cawanalumunium, mangkuk, solet
4. Aquades
5. Neraca
6. Oven
7. Stopwatch
8. Thermometer
9. Cairansodium silica
10. Alatpemanast
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Gambar 4.1
AlatUjiAnalisisHidrometer (hydrometer analysis)
4.1.3 Benda Uji
Benda ujiberupasampeltanahhasilboring yang telahdiovenselama 24 jam padasuhu
110 oC.
4.1.4 Pelaksanaan
Adapunlangkah-langkahpelaksanaandalampengujianini, meliputi:
1. Mengambil sampel tanah hasil boring yang telah dioven sebanyak 60 gram,
kemudian memberikan aquades secukupnya dan memanaskan sampai
mendidih
2. Menyampur sampel tanah dengan sodium silikat 10 ml dan mengaduk-aduk
hingga merata.
3. Memasukkan campuran tadi dalam gelas ukur dan menambahkan aquades
hingga volumenya menjadi 1000 ml dan mendiamkan selama 24 jam
4. Setelah 24 jam, mengocok sampel hingga homogen lalu memasukkan
pelampung hidrometer dan termometer, menghidupkan stopwatch dan
memulai pengukuran.
5. Menyatat hasil pengamatan dalam tabel terhadap pelampung hidrometer dan
mengamati suhu dari thermometer, waktu pengamatan pada menit ke-1, 2, 5,
15, 30, 60, 240, dan 1440.
d
Keterangan:
a. Gelasukur 1000 mL
b. Pelampunghidrometer
c. CairanSodium Silikat
d. Alatpemanas
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
6. Penentuan menit ke-0 adalah pada saat tabung gelas ukur tegak lurus pada
meja kerja (saat mulainya proses pengendapan) sebelum pelampung
hidrometer masuk.
4.1.5 Data Pengujian
Data pengujian Analisis Hidrometer disajikan dalam Tabel 4.1
Tabel 4.1 Tabel Data PengujianAnalisisHidrometer
Clock
Time
Elapsed Time Minute / t
(menit)Ra
Temperature / T
(o C)
08.07 1 25 26°
08.08 2 20,4 26°
08.12 5 18 26°
08.22 15 14 26°
08.37 30 13 26°
09.07 60 12 26°
11.07 240 7 26°
08.07 1440 3 26°
4.1.6 TeoridanPersamaan yang Digunakan
Dari hargaberatjenis yang diperolehdaripercobaan Specific Gravity (Gs),
kitamenghitungberatisitanahyaitu :
1. Denganhargaγ s daritabeldapatdiperolehnilaikoreksi meniscus (Cm)
Rumus yang digunakan :
γ s=G s xγ w
Dimana :
γ s = beratisibutir
Gs = beratjenisbutirtanah
γ w = beratjenis air
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
2. Koreksiminiscus (Cm) ditambahkanpada data hasilpembacaanpelampung (Ra),
sehinggapembacaanpelampungyang telahdikoreksi
(Rc) = Ra + Cm
3. Berdasarkansuhupadapengamatanke t menit, daritabeldiperolehhargaberatisi
air (γ w ), nilaiCt didapatdaritabelkoreksisuhuuntuktiappembacaansuhu.
4. BerdasarkanhargaRcdaritabelhasilkalibrasihidrometerdiperolehnilai L
(panjangpelampung yang beradadidalam air
dihitungdarititikberatsampaipermukan air).
4.1.7 Perhitungan
Perhitunganuntukmenit ke-1
Merupakanpengisiankolompada table analisishidrometer test
Kolom 1 = jam pengamatan
Kolom 2 = menit pengamatan
Kolom 3 = pembacaan skala pada pelampung hidrometer (Ra)
Kolom 4 = perhitungan koreksi Rc = Ra + cm
Gs = 2,6643(dari percobaan Specific Gravity )
γ s = Gs x γ w = 2,6643x 1,00324 (dari tabel untuk T = 260C)
= 2,6729gram/cm3
Dari harga s dengan melihat tabel II kita dapat mencari harga koreksi
miniscus (Cm) = 0,9933
Rc = Ra + Cm
= 25 + 0,99
= 25,99
Kolom 5 = pembacaan suhu = 260C
Kolom 6 = dari harga Rc akan didapat harga L dengan melihat tabel hidrometer no
2, maka harga L = 12,7094
Kolom 7 = L/t = 12,7094/1 = 12,7094
Kolom 8 = √ L/ t = 3,565
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Kolom 9 = harga dapat diketahui dari tabel I untuk T = 260C
√30 . μ980(G s−γ w ) = √30×0 ,00874
980(2 , 6643-1,00324 )=0 ,0127
Kolom 10 = diameter ,didapatdari (8) x (9)
D = 3,565 x 0,0127 = 0,0451
Kolom 11 = koreksisuhu (Ct)
Dari tabel III didapat Ct = 1,65
Kolom 12 = R = Rc + Ct = 25,99+ 1,65= 27,64
Kolom 13 = menghitung nilai M, dengan persamaan:
M= VW s
( Gs
G s−γ w) =
100060 ( 2 , 6643
2 , 6643−1 )=26 ,5952
dimana : V = Volume = 1000ml
Ws = Berat tanah sampel = 60 gram
Kolom 14 = perhitungan prosentase butir tanah (P)
P= R . M10 =
27,64 x 26 ,595210
=73 ,5092%
Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel 4.2
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
4.2 Analisis Saringan/ Sieve Analysis
4.2.1 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari analisis saringan (sieve analysis) ini adalah untuk
menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter lebih besar dari
0.075 mm (tertahan diatas saringan no 200 ASTM) dengan cara penyaringan.
4.2.2 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan dari percobaan ini, antara lain:
1. Satu set saringan ( no 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120,200 )
2. Penggetar saringan / vibrator
3. Neraca dan anak timbangan
4. Sikat halus dansolet
5. Oven listrik
6. Cawanalumunium
7. Sampel tanah yang digunakan pada analisis hidrometer
Gambar 4.2 Alat Uji Analisis Saringan (sieve analysis)
4.2.3 Benda Uji
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Benda uji berupa sampel tanah hasil boring yang merupakan bagian dari sampel
tanah pada percobaan hydrometer yang tidak lolos atau tertahan diatas saringan
nomor 200 (diameter butirannya > 0,075 mm).
4.2.4 Pelaksanaan
Adapun langkah-langkah pelaksanaan dalam pengujian ini, meliputi:
1. Menyuci sampel tanah dari percobaan hidrometer dengan saringan no 200
sampai bersih
2. Pencucian dinyatakan bersih apabila air bekas cucian telah jernih
3. Sampel tanah yang tertahan dalam saringan no 200 diletakkan di cawan dan
dioven selama 24 jam pada suhu 110 oC.
4. Sampel tanah kering yang telah dioven selama 24 jam ditimbang bersama
cawannya.
5. Sampel tanah dimasukkan ke dalam susunan saringan kemudian digetarkan
dengan alat penggetar.
6. Sampel tanah yang tertinggal pada setiap saringan ditimbang.
4.2.5 Data Pengujian
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Data pengujian Analisis Saringan disajikan dalam Tabel 4.3
Tabel 4.3 Data Pengujian Percobaan Analisa Saringan
SaringanBerat
Cawan +
Sampel
Tanah
Berat
Cawan
Berat
Sampel
TanahNomorDiameter
lobang
(mm) (gr) (gr) (gr)
4 4.75 509.1 505.2 3.9
8 2.36 430.4 429.2 1.2
16 1.18 448.4 447 1.4
20 0.85 405.4 403.9 1.5
40 0.425 391.9 390.6 1.3
80 0.18 339.9 337.2 2.7
100 0.15 354.9 353.5 1.4
120 0.125 275.4 274.7 0.7
200 0.075 389.5 388.3 1.2
PAN --- 241.6 241.5 0.05
4.2.6 Teori dan Persamaan yang Digunakan
Secara umum tanah terdiri atas tiga bagian yaitu :
1. Butiran
2. Air
3. Udara
Sifat dan karakteristik tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya.Ukuran
butiran menentukan klasifikasi atau jenis tanah tersebut. Untuk butiran yang kasar
dipakai cara penyaringan (sieving) dalam penentuan ukuran butiran tanah.
Tanah kering oven disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran diameter
lobang saringan tertentu dari mulai yang kasar hingga yang halus disusun dari atas
kebawah. Dengan demikian butiran tanah akan terpisah menjadi beberapa bagian
dengan batas ukuran yang diketahui yaitu sesuai dengan diameter lobang saringan.
Rumus yang digunakan:
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Prosentase tanah tertahan (% tertahan) =
W tertahan
W totalx100%
Prosentase tanah lolos (% lolos) = 100% - % tertahan
4.2.7 Perhitungan
Adapun cara-cara perhitungan dalam pengujian ini, meliputi:
1. Prosentase tanah yang tertahan = berat yang tertinggal/ berat total x 100%
2. Prosentase komulatif tertahan saringan no 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120,200.
3. Contoh Perhitungan
(untuk contoh tanah pada saringan nomor 4, diameter ayakan 4,75 mm)
a. Berat sampel mula-mula = 60 gram (pada percobaan hidrometer )
b. Berat sampel + cawan = 509.1 gram
c. Berat cawan = 505.2 gram
d. Berat sampel tertahan = 3.9 gram
e. % tertinggal = 6.5 %
f. % tertinggal kumulatif = 6.5 %
g. % lolos = 93.5 %
Perhitungan Pengujian Analisis Saringan selanjutnya disajikan dalam Tabel. 4.4
Tabel 4.4 Perhitungan Percobaan Analisa Saringan
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Saringan Berat
Cawan+
Sampel
tanah
tertahan
Berat
Cawan
Berat
sampel
tertahan
Persen
tertahan
Persen
kumulatif
tertahan
Persen
lolosNoDia
meter
(mm) (gr) (gr) (gr) (%) (%) (%)
4 4.75 509.1 505.2 3.9 6.500 6.500 93.500
8 2.36 430.4 429.2 1.2 2.000 8.500 91.500
16 1.18 448.4 447 1.4 2.333 10.833 89.167
20 0.85 405.4 403.9 1.5 2.500 13.333 86.667
40 0.425 391.9 390.6 1.3 2.167 15.500 84.500
80 0.18 339.9 337.2 2.7 4.500 20.000 80.000
100 0.15 354.9 353.5 1.4 2.333 22.333 77.667
120 0.125 275.4 274.7 0.7 1.167 23.500 76.500
200 0.075 389.5 388.3 1.2 2.000 25.500 74.500
PAN --- 241.6 241.5 0.05 0.083 25.5833 74.417
4.3 Rekapitulasi Analisa Hidrometer dan Analisa Saringan
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
4.3.1 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari rekapitulasi ini adalah untuk menentukan klasifikasi tanah
pada lokasi pengambilan sampel dengan menggunakan hasil pengujian analisis
saringan dan analisis hidrometer.
4.3.2 Data Pengujian
Data yang dibutuhkan untuk menentukan klasifikasi atau jenis tanah adalah hasil
yang diperoleh dari percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer
seperti yang tertulis pada Tabel 4.5 dibawah ini.
Tabel 4.5 Rekapitulasi Hasil Percobaan Analisis Saringan dan Analisis
Hidrometer
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
Hasil Pengujian
Diameter
Butiran
(D)
Persen Lolos
(P)
(mm) (%)
Analisis
Saringan
(sieve analysis)
4.75 93.500
2.36 91.500
1.18 89.167
0.85 86.667
0.425 84.500
0.18 80.000
0.15 77.667
0.125 76.500
0.075 74.500
Analisis
Hidrometer
(hydrometer
analysis)
0,0452 73.5092
0,0328 61.2754
0,0210 54.8926
0,0124 44.2545
0,0088 41.5949
0,0062 38.9354
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
0,0032 25.6378
0,0013 14.9997
4.3.3 Teori dan Sistem Klasifikasi yang Digunakan
Sistem klasifikasi tanah yang digunakan pada praktikum ini adalah sistem
klasifikasi ASTM (American Society for Testing Materials), pada sistem
klasifikasi ini tanah digolongkan berdasarkan besarnya diameter butiran, yaitu:
1. Berangkal / boulder ( >Ø 300 mm )
2. Kerakal / cobbles ( Ø 300 mm – Ø 75 mm )
3. Kerikil / gravel ( Ø 75 mm – Ø 4,75 mm )
4. Pasir / sand ( Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm )
Pasir terbagi dalam:
a. Pasir Kasar (Ø 4,75 mm – Ø 2,00 mm)
b. Pasir Sedang (Ø 2,00 mm – Ø 0,425 mm)
c. Pasir Halus (Ø 0,425 mm – Ø 0,075 mm)
5. Lanau / silt (Ø 0,075 mm – Ø 0,005 mm)
6. Lempung / clay ( < Ø 0,005 mm )
Secara garis besar, tanah dibagi dalam dua kelompok yaitu:
1. Tanah berbutir kasar
Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir kasar, dibutuhkan data:
a. Koefisien Keseragaman (Cu)
Cu =
D60
D10
b. Koefisien Kurvature/Kelengkungan (Cc)
Cu =
( D30 )2
D10−D60
dimana
D10 : diameter butir yang lolos saringan sebanyak 10 %
D30 : diameter butir yang lolos saringan sebanyak 30 %
D60 : diameter butir yang lolos saringan sebanyak 60 %
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
2. Tanah berbutir halus
Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir halus dibutuhkan data tambahan
berupa nilai parameter Batas Cair (LL) yang didapatkan dari hasil pengujian
Batas Konsistensi Atterberg.
Selain sistem klasifikasi ASTM, terdapat beberapa sistem klasifikasi yang
banyak digunakan diantaranya seperti terlihat pada Tabel 4.6
Tabel 4.6 Batasan-batasan ukuran berdasarkan sistem
Sistem Klasifikasi
Ukuran Butir (mm)
Kerikil
(Gravel)
Pasir
(Sand)
Lanau
(Silt)
Lempung
(Clay)
Diskripsi Detail 75
4,75
4,75
0,075
0,075
0,005< 0,005
ASTM
AASHTO75
2,00
2,00
0,075
0,075
0,005< 0,005
USCS75
4,75
4,75
0,075
Tanah butiran halus
(Lanau, lempung)< 0,075
British
Standard(BS)
60
2,00
2,00
0,06
0,06
0,002< 0,001
USDA -2,00
0,05
0,05
0,002< 0,002
4.3.4 Perhitungan
Berdasarkan rekapitulasi hasil berupa data diameter butiran dan prosentase dari
percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer pada Tabel 4.5,
maka selanjutnya data tersebut disajikan dalam bentuk grafik hubungan kedua
datayang ketentuan penggambarannya adalah sebagai berikut:
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
1. Grafik digambar pada sumbu semi logaritma
2. Sumbu x (absis) merupakan diameter butiran
3. Sumbuy (ordinat) merupakan prosentase lolos
4. Data-data dari hydrometer dan sieve analisis kemudian diplotkan kedalam
kertas grafik
5. Setelah mengetahui tempat kedudukan titik-titik dari data di atas, kemudian
dibuat garis yang menghubungkan titik-titik tersebut, seperti tergambar pada
Gambar 4.1
0.0010.010.11100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Diameter Butiran (mm)
Pers
en K
elol
osan
(%)
Grafik 4.1 Distribusi Ukuran Butiran Tanahpada ASTM
Berdasarkan Grafik 4.1, maka sampel tanah yang diuji mempunyai distribusi
gradasi butiran sebagai berikut:
1. Gravel ( > Ø 4,75 mm ) = 6,5 %
2. Sand (Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm ) = 19 %
3. Silt (Ø 0,075 mm - Ø 0,005) = 39,5 %
Gravel ClaySiltSand4,75 0,075 0,005
Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII
4. Clay (<Ø 0,005 mm) = 35,00 %
= 100,00 %
4.3.5 Kesimpulan
Berdasarkan rekapitulasi hasil perhitungan di atas dapat disimpulkan;
1. Karena kandungan butiran silt = 39,5 % dimana memiliki nilai paling besar
maka tanah termasuk dalam jenis tanah berbutir halus
2. Golongan butiran yang dominan adalah silt