konsol revisi ii

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH

MODUL 3

KONSOLIDASI

KELOMPOK 3

Abdul Aziz 0806328890

Achmad Damar 0806328902

Andre 0806328953

Aryasa Pradeni 0806328991

Budi Mulyanto 0806329022

Kika Pranika 0806321190

Tanggal Praktikum : 9 Oktober 2010

Asisten Praktikum : Ucik Nurhayati

Tanggal Disetujui :

Nilai :

Paraf Asisten :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2010

KONSOLIDASI

I. TUJUAN

Menentukan koefisien konsolidasi (Cv) dari suatu jenis tanah.

Menentukan koefisien pemampatan / compression index (Cc).

Mencari tegangan pre-consolidation (Pc) untuk mengetahui kondisi tanah dalam

keadaan normally consolidated atau over consolidated dengan cara

membandingkannya dari harga effective overburden pressure.

II. ALAT DAN BAHAN

consolidometer

ring of consolidometer

batu pourous

extruder

beban (1kg, 2kg, 4kg, 8kg, kg, 32 kg)

stopwatch

timbangan dengan ketelitian 0.01 gr

can

jangka sorong dengan ketelitian 0.01 mm

oven

spatula

vaseline

kertas pori

kawat sebagai pemotong

III. DASAR TEORI

Konsolidasi adalah proses penyusutan volume secara perlahan-lahan pada tanah

jenuh sempurna dengan permeabilitas yang rendah akibat pengaliran sebagian air pori.

Proses konsolidasi berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air pori yang

disebabkan kenaikan tekanan total yang benar-benar hilang.

Penurunan konsolidasi adalah perpindahan vertikal permukaan tanah sehubungan

dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses konsolidasi.

Perkembangan konsolidasi di lapangan dapat diketahui dengan menggunakan alat

piezometer yang dapat mencatat perubahan air pori terhadap waktu. Pada

peristiwa konsolidasi ada dua hal penting :

1. Besarnya penurunan yang akan terjadi, yang ditentukan :

- Kompresibitas tanah.

- Tebal tanah kompresibel.

- Besarnya tambahan tekanan efektif.

2. Laju konsolidasi, dipengaruhi oleh :

- Permeabilitas tanah.

- Tebal tanah kompresibel.

- Kondisi drainasi di atas dan di bawah lapisan tanah kompresibel.

Untuk bisa mampat, air yang ada didalam pori tanah harus dikeluarkan. Kecepatan

pemampatan dipengaruhi oleh proses keluarnya air dari dalam pori tanah dan sifat

kompresibelitas tanah. Pasir adalah tanah yang sangat permeabel dan tanah yang tidak

kompresibel, sehingga proses penurunan terjadi sangat cepat dan penurunanya kecil.

Lempung yang kenyang air adalah tanah yang rapat air dan bersifat sangat

kompresibel sehingga penurunan yang terjadi bisa bertahun-tahun dan penurunan

yang terjadi besar.

NILAI INDEKS KOMPRESSI (Cc)

Adalah nilai parameter suatu tanah Cc dicari dari grafik e-logP berdasarkan hasil

percobaan konsolidasi laboratorium. Diperoleh dari pengamatan penurunan

setelah konsolidasi 11% pembacaan 24 jam. Bagi setiap tahap beban mula-mula s-P

diubah menjadi e-P.

Nilai Cc untuk bermacam-macam tanah:

PRAKTIKUM

IV.1 Jalannya Praktikum

- Ring konsolidometer dibersihkan dan diolesi vaseline di seluruh permukaan

bagian dalam, kemudian dimensi dan massa ring diukur dengan jangka sorong

dan timbangan.

- Sampel tanah dikeluarkan dengan menggunakan extruder dan dimasukkan ke

dalam ring dengan diratakan permukaannya.

- Diambil sisa tanah untuk ditentukan kadar airnya.

- Menyusun modul ke dalam sel konsolidometer dengan urutan dari bawah:

batu pourous

kertas pori

sample tanah dalam ring

kertas pori

batu pourous

silinder tembaga yang berfungsi menahan beban

penahan dengan 3 mur

IV.2 Jalannya Praktikum

- Set dial menjadi nol sebelum beban ditambahkan, sedangkan lengan beban

masih ditahan baut penyeimbang.

- Diberikan pembebanan konstan sebesar 1 kg dengan interval waktu 6”; 15”;

30”; 60”; 120”; 240”; 480”; 900”; 1800”; 3600”; dan 24 jam. Dan masing-

masing pembacaan pada dial dicatat.

- Percobaan diulangi untuk pembebanan 2kg, 4kg, 8kg, 16kg, dan 32kg dengan

interval waktu konstan 24 jam. Dan masing-masing pembacaan pada dial

dicatat.

- Tanah dikeluarkan dari sel konsolidometer dan ring berikut sampel tanah

kemudian ditimbang dan dimasukkan dalam oven untuk ditentukan kadar

airnya.

IV. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

V.I. Data Pengamatan dan Perhitungan

(Terlampir)

V.II. Contoh Perhitungan

a. Menentukan harga T90

Menurut Taylor untuk mendapatkan harga T90 diperlukan grafik penurunan

terhadap fungsi akar waktu.

Langkah-langkah dalam menentukan harga T90 ialah:

- Buat garis strain vs akar waktu penurunan.

- Tarik garis singgung pada kurva di daerah penurunan awal dan cari titik

potong dengan sumbu akar waktu sebesar 1.15 kali absis titik potong

pertama tadi untuk dihubungkan dengan titik potong antara

perpanjanagan garis singgung tadi dan sumbu vertikal. Absis titik potong

antara garis terakhir dengan kurva itulah yang dinamakan dengan T90.

Di bawah ini adalah salah satu contoh grafik T90 untuk pembebanan 1kg :

0 2 4 6 8 10 120.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

Titik potong antara garis dengan kurva ditarik ke perpotongan garis absis

(sumbu x) adalah nilai ⎷T90, maka nilai T90 adalah kuadrat dari ⎷T90. Dapat

dilihat nilai ⎷T90 = 1 sehingga nilai T90 = 1.pembebanan 2kg, 4kg, 8kg, 16kg,

dan 32kg terlampir.

b. Menentukan koefisien konsolidasi

Rumus yang digunakan adalah:

Cv=0 . 848H2

T 90

Dimana:

Cv = koefisien konsolidasi

H= half average load height =

12 (H− ΔH

2 )

Perhitungan Cv untuk pembebanan 1 kg

Cv=0 . 8481 .0052

0.64

Cv = 1.339 cm2/menit


Cv=0 . 8480 . 9992

0 .64

Cv = 1.322 cm2/menit


Cv=0 .8480 . 9862

1Cv = 0.825 cm2/menit


Cv=0 .8480 .9742

0 .64Cv = 1.256 cm2/menit


Cv=0 . 8480 .9592

1Cv = 0.779 cm2/menit


Cv=0 . 8480 .9402

0 .64Cv = 1.171 cm2/menit

c. Menentukan tegangan pre-consolidation (Pc)

Harga Pc ditentukan melalui grafik penurunan terhadap tegangan

dengan langkah sebagai berikut:

- Sketsa grafik angka pori vs tegangan.

- Secara visual judgment ditentukan titik (p) yang memiliki kelengkungan

(curvature) maksimum ataupun titik yang mempunyai radius minimum.

- Dibuat garis singgung dan garis horizontal melalui titik (p).

- Dibuat garis tengah antara kedua garis pada point di atas.

- Ditarik garis singgung yang menyinggung kelengkungan bagian bawah

hingga memotong garis tengah pada point di atas.

- Absis titik potong tersebut adalah harga Pc yang dicari.

Grafik Penentuan Tekanan Prakonsolidasi (Pc)

0.10 1.00 10.00 100.000.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

Pressure (kg/cm2)

Void

Rati

o (e

)

Pc = 1.5kg/cm2

Dari grafik angka pori vs tegangan diperoleh nilai Pc = 1.5 kg/cm2.

d. Menentukan harga compression index (Cc)

Rumus yang digunakan adalah:

Cc=(e2−e1 )

( log p2−log p1 )

C c=0.79−0.72

log10.015−log 5.007

C c=¿0.25

Di mana:

Cc = compression index

el ,e2= angka pori

p1 ,p2 = tegangan

Pada modul, ditentukan nilai e1 adalah angka pori dari beban 32 kg dan e2

adalah angka pori dari dari beban 16 kg, P1 adalah besar beban dari 32 kg

dan P2 adalah besar beban dari 16 kg. void ratio dan tekanan dari

penambahan beban sebesar 32 kg sedangkan nilai e2 dan P2 adalah nilai

void ratio dan tekanan dari penambahan beban sebesar 16 kg.

e. Menentukan Harga Recompression Index (Cr)

Rumus yang digunakan sama dengan rumus pencarian Cc, hanya saja untuk nilai e1 dan e2 diambil pada titik 0 dan 2 (pada pembebanan 1 kg dan 2 kg) sehingga :

Cr=( e2−e1 )

( log p2−log p1)

C r=0.98−0.95

log 0.626−log 0.313

Cr = 0.08

f. Menentukan Po

Po=γ w × h

Po=( W t

hi × A )hPo=( 113.84 gram

2.03 cm× 31.95 cm2 )2250 cm

Po=3949.213 g /cm2

Po=3.949 kg/cm2

OCR=Pc

Po

= 1.63.949

=0.405

V. ANALISA

IV.1 Analisa Praktikum

Hal pertama yang dilakukan pada praktikum ini adalah dengan

mempersiapkan tanah undisturbed sebagai sampel tanah yang akan diuji coba.

Sampel tanah yang telah disiapkan tersebut kemudian dikeluarkan dari extruder

dan setelah itu dimasukkan ke dalam ring konsolidometer. Namun, sebelum

dimasukkan ke dalam ring, ring konsolidometer tersebut diukur dimensinya,

yaitu diameter, ketinggian dan beratnya, selain itu permukaan dalam ring diolesi

dengan vaselin. Pengolesan permukaan dalam ring dengan vaselin bertujuan

agar tanah yang diujicobakan mudah dimasukkan ke dalam ring. Setelah itu,

tanah dimasukkan ke dalam ring lalu diratakan dengan spatula. Sisa tanah dari

perataan tanah tadi dimasukkan ke dalam can yang sebelumnya telah ditimbang

dan diketahui beratnya, lalu dimasukkan ke dalam oven. Hal ini dilakukan

bertujuan untuk mencari kadar air dari sampel tanah undisturb tersebut. Sampel

tanah yang telah dimasukkan ke dalam ring konsolidometer dimasukkan ke

dalam sel konsolidasi dengan urutan (dari bawah) sebagai berikut:

batu pourous

kertas pori

sampel tanah dalam ring

kertas pori

batu pourous

silinder tembaga yang berfungsi meratakan beban

penahan dengan 3 mur

Kemudian di atas susunan sel konsolidasi tersebut dipasang dial,

kemudian diberikan air disekeliling sel konsolidasi tersebut, dan diberi beban

sebesar 1kg pada penggantung beban. Dial tersebut kemudian dibaca untuk 0

detik, 6 detik, 15 detik, 30 detik, 1 menit, 2 menit, 4 menit, 8 menit, 15 menit,

30 menit, 60 menit dan 24 jam. Pada saat pemberian beban, stopwatch yang

digunakan untuk menunjukkan waktu pembacaan harus tepat dijalankan saat

beban tersebut ditambahkan untuk meminilalisir kesalahan pembacaan dial.

Penambahan beban dan pembacaan tersebut dilakukan selama 5 hari untuk

beban 2 kg, 4 kg, 8 kg, 16 kg, dan 32 kg. Setelah dilakukan pembebanan

(loading) selama 5 hari, dilakukan pelepasan beban (unloading) selama 5 hari

juga dengan beban yang sama pada proses loading, yaitu 2kg, 4 kg, 8 kg, 16,

dan 32 kg. Sebelum beban dilepas, dial dibaca terlebih dahulu sebagai data

unloadingnya. Beban yang dilepas sesuai dengan beban yang dipasang pada

awalnya. Pada hari terakhir unloading, setelah dilakukan pembacaan dial

unloading, tanah dilepas dari sel konsolidasi, lalu diletakkan ke dalam can,

yang telah diketahui beratnya, kemudian ditimbang untuk mengetahui berat

basah tanah beserta ring dan can. Kemudian dimasukkan ke dalam oven. Hari

selanjutnya tanah dikeluarkan dari oven lalu ditimbang kembali untuk

mendapatkan berat kering tanah beserta ring dan cannya.

IV.2 Analisa Hasil

Pada praktikum konsolidasi ini, perhitungan pertama yang dilakukan

adalah perhitungan mencari nilai T90. T90 adalah waktu untuk mencapai

konsolidasi 90%. Nilai T90 diperlukan untuk menentukan besarnya nilai

koefisien konsolidasi (Cv).

Koefisien Konsolidasi (Cv) ini merupakan parameter konsolidasi yang

didapat dari percobaan konsolidasi. Besaran Cv didasarkan atas aliran satu

dimensi dan pada keadaan jenuh (saturated).

Compression Index (Cc) diperoleh dari grafik hubungan angka pori

dan tegangan yang diformulasikan seperti berikut :

Cc=(e2−e1 )

( log p2−log p1 )

Recompression Index (Cr) juga diperoleh seperti pencarian nilai Cc,

hanya saja nilai e1 dan e2 diambil pada titik 0 dan 2 (pembebanan 1 kg dan 2

kg). Gangguan pada saat pengambilan contoh tanah cenderung untuk

menurunkan harga Cc atau Cr.

Pada praktikum ini didapat nilai Pc dari grafik dibawah ini :

0.10 1.00 10.00 100.000.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

Pressure (kg/cm2)

Void

Rati

o (e

)

Pc = 1.5kg/cm2

Secara keseluruhan dari hasil praktikum diperoleh nilai :

Pc = 1.5 kg/cm2

Po=3,949 kg/cm2

OCR=0,405

C c=0,25

Cr = 0.08

OCR tanah yang diuji ada dalam keadaan under consolidated karena

nilai OCR < 1, artinya tanah belum pernah mengalami pembebanan

sebelumnya. Selain itu, praktikan juga dapat menentukan nilai Cc sebesar

0.25 dan Cr sebesar 0.08. Nilai tv sangat berpengaruh dalam nilai menentukan

nilai Cv. Maka demikian, pembacaan nilai tv dari grafik pun sangat dilakukan

dengan baik. Namun, rentannya skala yang sangat kecil juga menjadi kendala

dan dapat menimbulkan kesalahan bagi praktikan dalam menentukan tv.

IV.3 Analisa Kesalahan

- Kesalahan pembacaan skala load dial yang kurang tepat pada waktu yang

ditentukan.

- Adanya goncangan pada saat praktikum berjalan sehingga menyebabkan

pembacaan load dial berubah.

- Kesalahan penimbangan tanah (belum dalam keadaan stabil) dan pengukuran

dimensi.

- Dial tidak dibaca setiap hari dalam waktu yang sama

- Pembacaan skala pada grafik dalam menentukan nilai tv sehingga nilainya juga

dapat mempengaruhi Cv

- Penarikan garis dan pembuatan garis singgung pada grafik dalam menentukan

Pc juga tidak akurat karena skala grafik mesih terlalu besar.

VI. KESIMPULAN

Tujuan dari praktikum konsolidasi adalah untuk menentukan koefisien konsolidasi

(Cv) dari suatu jenis tanah, menentukan koefisien pemampatan/compression index

(Cc), dan mencari tegangan pre-consolidation (Pc) untuk mengetahui kondisi

tanah dalam keadaan normally consolidated atau over consolidated dengan cara

membandingkannya dari harga effective overburden pressure.

Dari data yang diperoleh, maka dapat ditentukan :

Pc = 1.5 kg/cm2

Po=3,949 kg/cm2

OCR=0,405

C c=0,25

Cr = 0.08

Dari parameter konsolidasi yang telah didapatkan, maka dapat ditentukan bahwa

tanah berada dalam keadaan underconsolidated soil.

VII. REFERENSI

Pedoman Praktikum Mekanika Tanah, Laboratorium Mekanika Tanah

Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia Tahun 2010

Gopal, Ranjan and A. S. R. Rao.2005. Basic and Applied Soil Mechanics.

New Age International Publisher; New Delhi

VIII. LAMPIRAN

Pembebanan 1 Kg

Pembebanan 2 Kg

Pembebanan 4 Kg

Pembebanan 8 Kg

Pembebanan 16 Kg

Pembebanan 32 Kg

konsol revisi ii

Documents