laporan mekanika tanah

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dibidang teknik sipil ilmu Mekanika Tanah sebagai salah satunya ilmu yang

diterapkan didalamnya, dengan adanya perkembangan ilmu dan teknologi pemanfaatan

dari ilmu Mekanika Tanah dapat berkembang diberbagai sektor diantaranya konstruksi

rancang bangun fondasi, pembuatan gedung bertingkat, pembangunan sarana dan

prasarana jalan angkut. Secara khusus ilmu ini juga dapat diterapkan pada teknik

pertambangan yaitu perancangan stabilitas tanah pada jenjang/jalan angkut yang dibuat.

Analisis dengan ilmu Mekanika Tanah ini dimaksudkan untuk mengetahui hal-hal

tentang perilaku/sifat-sifat yang berkenaan dengan tanah diantaranya: kadar air, berat

jenis, batas cair tanah, batas plastis & indeks plastisitas, batas susut dan faktor-faktor

batas susut.

Pemanfaatan ilmu Mekanika Tanah ini diharapkan agar dalam konstruksi

bangunan yang dibuat memenuhi persyaratan stabil dan aman dari gerakan- gerakan yang

terjadi seperti longsoran, getaran akibat gempa, dan erosi air hujan.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari dibuatnya laporan praktikum ini adalah untuk memberikan uraian

teori dan perhitungan yang dilaksanakan oleh para peserta praktikum pada waktu

melaksanakan praktikum Mekanika Tanah atau melakukan pengukuran alat pada

umumnya. Sedangkan tujuanya adalah agar peserta mempunyai kemampuan dan

pengetahuan untuk melakukan pengukuran dan pengujian sampel tanah, serta

menganalisis sifat yang dimiliki tanah. Sehingga dapat digunakan didalam hubungannya

dengan ilmu pertambangan lainnya. Dalam hal ini akan membahas mengenai :

1.2.1 Kadar Air

Maksud percobaan adalah memeriksa kadar air suatu contoh tanah. Kadar air

tanah adalah perbandingan antara berat air yang dikandung tanah dan berat kering tanah,

dinyatakan dalam persen(%).

1

1.2.2 Berat Jenis Tanah

Maksud percobaan adalah menentukan berat jenis sesuatu contoh tanah. Berat

jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir-butir dengan berat air destilasi di udara

dengan volume yang sama dan pada temperatur tertentu. Biasanya diambil temperatur

27,50C.

1.2.3 Batas Cair Tanah

Maksud percobaan adalah untuk menentukan batas cair tanah. Batas cair suatu

tanah adalah kadar air tanah tersebut pada keadaan batas peralihan antara cair dan

keadaan plastis, tanah dalam keadaan pada batas cair apabila diperiksa dengan alat

casagrande, kedua bagian tanah dalam mangkok yang terpisah oleh alur lebar 2 mm

(seperti yang akan diuraikan dibawah),menutup sepanjang 12,7 mm oleh 25 pukulan.

1.2.4 Batas Plastis dan Indeks Plastisitas

Maksud percobaan adalah untuk menentukan batas plastiasitas suatu tanah. Batas

plastisitas tanah adalah kadar air minimum (dinyatakan dalam persen) bagi tanah tersebut

yang masih dalam keadaan plastis. Tanah ada pada keadaan plastis, apabila tanah digiling

menjadi batang-batang berdiameter 3 mm mulai menjadi retak-retak.

Indeks plastisitas sesuatu tanah adalah bilangan (dalam persen) yang merupakan

selisih antara batas cair dan batas plastisnya.

1.2.5 Batas Susut dan Faktor-faktor Batas Susut

Maksud percobaan ini meliputi pemerikasaan-pemerikasaan untuk menentukan

data dari suatu tanah subgrade yang meliputi : batas susut, angka susut, susut volumetric,

dan susut linear.

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Kadar Air

Segumpal tanah yang terdiri dari dua atau tiga bagian. Dalam tanah yang kering,

hanya akan terdiri dari dua bagian, yaitu butir-butir tanah dan pori-pori udara. Dalam

tanah yang jenuh juga terdapat dua bagian, yaitu bagian padat atau butiran dan air pori.

Dalam keadaan tidak jenuh, tanah terdiri tiga bagian, yaitu bagian padat (butiran), pori-

pori udara, air pori. Elemen tanah yang mempunyai V dan W, memperlihatkan hubungan

berat dengan volumenya.

Maka di bentuk persamaan :

W = Ws + Ww

Dan

V = Vs + Vw + Va

Dengan :

Ws = berat butiran padat

Ww = berat air

Vs = volume butir padat

Vw = volume air

Va = volume udara

Berat udara (Wa) dianggap sama dengan nol. Hubungan- hubungan volume yang

sering digunakan dalam mekanika tanah adalah kadar air (W), angka pori (e), porositas

(n), dan derajat Kejenuhan (S), sedangkan untuk menghitung kadar air (Ws) dalam tanah

tersebut, dinyatakan dalam persen.

W (%) = × 100%

3

2.2 Berat Jenis Tanah (Specific Gravity)

Berat volume butiran padat (γs), adalah perbandingan berat butiran padat (Ws)

dengan volume butiran padat (Vs).

γs =

Berat spesifik atau berat jenis (specific gravity) tanah (Gs) adalah perbandingan

antara berat volume butiran padat (γs), dengan berat volume air (γw) pada temperatur

4°C.

Gs =

Gs tidak berdimensi. Berat jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara 2,65

sampai 2,75. Nilai berat jenis Gs = 2,67 biasanya digunakan untuk tanah-tanah yang tidak

berkohesi. Sedangkan untuk tanah yanag kohesif tak organik berkisar di antara 2,68

sampai 2,72. Nilai-nilai berat jenis dari berbagai jenis tanah dicantumkan dibawah ini :

Berat Jenis Tanah (Specific Gravity)

2.3 Batas Cair Tanah (Liquid Limit)

Macam tanah Berat jenis tanah (Gs)

Kerikil 2,65-2,68

Pasir 2,65-268

Lanau organic 2,62-2,68

Lempung organic 2,58-2,65

Lempung anorganik 2,68-2,75

Humus 1,37

Gambut 1,25-1,80

4

Batas cair (LL), didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan

cair dan keadaan plastis. Batas cair biasanya ditentukan dari uji casagrande (1948).

Kadar air(%)

nilai batas

cair (LL) kurva aliran

25

jumlah pukulan (skala log)

Kurva pada penentuan batas cair tanah lempung.

Kemiringan dari garis dalam kurva didefinisikan sebagai indeks aliran (flow

index) dan dinyatakan dalam persamaan :

IF =

Dengan: IF = indeks aliran

W1= kadar air (%) pada N1 pukulan

W2= kadar air (%) pada N2 pukulan

Perhatikan bahwa W1 dan W2 dapat ditukarkan untuk memperoleh nilai positifnya,

walaupun kemiringan kurva sebenarnya negatif. Dari pengujian batas-cair , waterways

Experiment Station di Vicksburg, Missisipi (1949), mengusulkan persamaan batas cair :

LL = WN tg

Dengan:

N = jumlah pukulan, untuk menutup celah 0,5 in (12,7)

5

WN = kadar air

Tg = 0,121 (tapi tg tidak sama dengan 0,121 untuk semua jenis tanah).

2.4 Batas Plastis (Plasticity Limit) dan Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah

semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm

mulai retak-retak ketika digulung.

Sedangkan Indeks plastisitas (PL) merupakan interval kadar air dimana tanah

masih bersifat palstis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisan tanah.

Jika mempunyai (P) tinggi, maka tanah banyak mengandung butiran lempung. Jika (PL)

rendah, seperti lanau, sedikit pengurangan kadar air berakibat tanah menjadi kering.

Batasan mengenai indeks plastisitas, sifat, macam tanah, dan kohesi diberikan oleh

Atteberg tentang :

Nilai indeks plastisitas dan macam tanah

P ,Sifat Macam tanah Kohesi

0 Non plastis Pasir Non kohesif

< 7 Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian

7-17 Plastisitas sedang Lempung berlanau Kohesif

> 17 Plastisitas tinggi Lempung Kohesif

2.5 Batas Susut (Srinkage Limit) dan Faktor-faktor Batas Susut

Batas susut (SL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah

semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air dimana pengurangan kadar air

selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanah. Percobaan batas susut

dilaksanakan dalam laboratorium dengan cawan porselin diameter 44,4 dengan tinggi12,7

mm. Bagian dalam cawan dilapisi dengan pelumas dan diisi dengan tanah junuh

sempurna. Kemudian dikeringkan dalam oven. Volume ditentukan dengan

mencelupkannya pada air raksa. Batas susut di nyatakan dalam persamaan:

SL = ×100%

6

Dengan :

m1 = berat tanah basah dalam cawan percobaan (g)

m2 = berat tanah kering oven (g)

v1 = volume tanah basah dalam cawan (cm3)

v2 = volume tanah kering oven (cm3)

w = berat volume air (g/cm3)

Faktor-faktor batas susut (Shrinkage Limit) adalah pengurangan persentase kadar

air yang mengakibatkan perubahan volume tanah. Perubahan itu sendiri terjadi dari 3

fase: batas cair, batas plastis, dan batas susut.

BAB III

PENGUJIAN LABORATORIUM

7

3.1 Kadar Air

Maksud percobaan adalah memeriksa kadar air suatu contoh tanah. Kadar air

tanah adalah perbandingan antara berat air yang dikandung tanah dan berat kering tanah,

dinyatakan dalam persen.

3.1.1 Sampel uji

Contoh tanah ( basah ) yang akan di perikan, dengan berat minimum tergantung

pada ukuran terbesar dari butir tanah:

a). Tanah berbutir halus, berat minimum 10 gr.-25 gr.

b). Tanah berpasir, berat minimum 50 gr-100 gr.

c). Tanah berkerikil-lebih banyak.

3.1.2 Peralatan

1. Oven dengan suhu dapat diatur konstan pada 105ºC - 110ºC.

2. Timbangan yang mempunyai ketelitian sekurang-kurangnya:

a) 0.01 gr-untuk berat kurang dari 100gr.

b) 0.01 gr-untuk berat antara 100 gr-1000 gr.

c) 1.00 gr-untuk berat lebih dari 1000gr.

3. Desikator.

4. Cawan timbang tertutup dari gelas atau logam tahan karat.

3.1.3 Prosedur

1. Bersihkan cawan dan keringkan cawan ditimbang, kemudian timbang dan

catat beratnya ( = W1 ).

2. Masukkan contoh tanah ( basah ) ke dalam cawan timbang, kemudian bersama

tutupnya ditimbang ( = W2 ).

3. Dalam keadaan terbuka, cawan bersama tanah di masukkan dalam oven

(105ºC-110ºC) selama 16 – 24 jam. Tutup cawan disertakan dan jangan

sampai tertukar dengan cawan yang lain.

8

4. Cawan dengan tanah kering diambil dari oven, didinginkan dalam desikator,

setelah dingin ditutup.

5. Cawan tertutup bersama tanah kering ditimbang ( =W3 ).

Hitungan:

Berat air

Kadar air η = × 100%

berat tanah kering

W2 -W3

= × 100% ( dua angka dibelakang koma)

.W3- W1

3.2 Berat Jenis Tanah

3.2.1 Sampel uji:

Contoh tanah seberat sekitar 30 gr - 40 gr yang akan dipergunakan untuk

pemeriksaan secara duplo (2 percobaan yang terpisah).

3.2.2 Peralatan :

1. Piknometer, yaitu botol gelas dengan leher sempit dan dengan

tutup (dari gelas) yang berlubang kapiler, dengan kapasitas 50cc atau lebih

besar.

2. Timbangan dengan ketelitian 0,001 gr.

3. Air destilasi bebas udara (dalam "wash bottle").

4. Oven dengan suhu dapat diatur pada 105ºC - 110ºC.

5. Desikator.

6. Termometer.

7. Cawan porselen (mortar) dengan pastel (penumbuk kepala karet)

untuk menghancurkan gumpalan tanah menjadi butir-butir tanpa merusak

butir-butirnya sendiri.

8. Alat vacum atau kompor.

3.2.3 Prosedur

9

1. Piknometer dibersihkan luar- dalam dan dikeringkan, kemudian

ditimbang (=W1).

2. Contoh tanah dihancurkan dalam cawan porselen dengan

menggunakan pestel, kemudian dikeringkan dalam oven dan langsung

didinginkan dalam desikator segera / langsung dimasukkan dalam piknometer

sebanyak kira-kira 10 gr. Piknometer dengan tutupnya berisi tanah ditimbang

(=W2).

3. Isikan air ± 10cc kedalam piknometer, sehingga tanah terendam

seluruhnya dan biarkan 2-10 jam.

4. Tambahkan air destilasi sampai kira-kira setengah / dua pertiga

penuh.

Udara yang terperangkap diantara butir-butir halus dikeluarkan / dihilangkan,

yang dapat dilakukan dengan salah satu cara:

a). Piknometer bersama air dan tanah dimasukkan dalam bejana tertutup

yang dapat di vacum dengan pompa-vacum ( tidak melebihi 100 mm Hg ),

sehingga gelembung-gelembung udara keluar dan air menjadi jernih.

b). Piknometer direbus dengan hati-hati sekitar 10 menit jangan sekali-sekali

dimiringkan untuk membantu keluarnya udara, kemudian didinginkan.

5. Piknometer ditambah air destilasi sampai penuh ditutup. Bagian luar

piknometer dikeringkan dengan kain kering. Setelah itu piknometer berisi

tanah dan air ditimbang (=W3). Air dalam piknometer diukur suhunyadengan

termometer (= tº c ).

6. Piknometer dikosongkan dan dibersihkan, kemudian diisi penuh

dengan air destilasi bebas udara, ditutup, diluarnya dikeringkan dengan kain

kering. Piknometer penuh air ditimbang ( =W4 ).Hal ini dikerjakan segera

setelah selesai no.5.

Hitungan :

1. Berat jenis butir-butir tanah pada suhu t ºC adalah :

10

G =

=

= atau

G =

2. Berat jenis tanah pada temperatur 27,5 ºC adalah :

G ( 27,5 º ) = G ( t º )

Berat jenis air pada masing-masing temperatur dapat dilihat pada daftar.

Catatan :

1. Piknometer 50 cc digunakan untuk butir-butir tanah yang lewat saringan no. 4

digunakan piknometer yang lebih besar (misal 100 cc). Untuk butir-butir yang lebih

besar dari saringan no. 4 digunakan piknometer yang lebih besar (misal 100 cc).

Jika tanah berupa campuran antara butir-butir kasar (tertahan saringan no.4) dan

butir-butir halus, butir-butir tersebut harus dipisahkan dengan saringan no. 4.

Kemudian masing-masing dikerjakan tersendiri, kemudian harga berat jenis tanah

diambil rata-rata dari keduanya. Pada percobaan penentuan gradasi butir-butir

dengan cara pengendapan (cara pipet atau hidrometer), berat jenis butir-butir

ditentukan dari butir-butir yang lolos saringan no. 10.

2. Sebagai pengganti air destilasi sering digunakan kerosene yang sifat membasahkan

butir-butir lebih baik.

3. Contoh tanah basah dapat juga digunakan dan langsung dimasukkan piknometer,

asal diketahui kadar airnya.

11

4. Secara praktis, pengaruh temperatur tidak terlalu besar dan pengaruh yang besar

terhadap kesalahan hasilnya adalah bersihnya udara yang terperangkap antara butir-

butir dan udarayang larut dalam air, sehingga pembersihan udara ini harus sebaik-

baiknya.

5. Pekerjaan penentuan berat jenis suatu tanah harus dilakukan secara duplo, yaitu

dilakukan 2 kali terpisah. Hasil kedua percobaan harus tidak banyak berbeda dan

dirata- ratakan. Jika selisihnya banyak maka harus diulang.

DAFTAR BERAT JENIS AIR

Harga diantaranya dapat diinterpolasi lurus.

Temperatur (toc) Berat jenis

2021222324252627

27,528293031323334353637383940

0,99820,99800,99780,99760,99730,99710,99680,99650,99640,99630,99600,99570,99540,99510,99470,99440,99410,99370,99340,99300,99260,9922

12

3.3 Batas cair tanah

3.3.1 Sampel uji

Contoh tanah yang perlu disediakan untuk pemeriksaan ini sebanyak ± 100gr.

Contoh tanah ini harus bebas atau telah dibebaskan dari butir-butir yang lebih besar dari

0,426 mm (yang tertahan oleh saringan no. 40). Untuk contoh tanah yang memang tidak

mengandung butir-butir kasar lebih besar dari 0,425 mm dapat langsung diperiksa batas

cairnya tanpa persiapan terlebih dahulu. Apabila contoh tanah mengandung butir-butir

kasar, mula-mula keringkan dalam suhu udara (atau dengan alat pengering dengan suhu

kurang dari 60ºC) secukupnya saja, sampai dapat disaring dengan saringan. Pecahkan

gumpalan-gumpalan tanah dengan digerus dalam mortar dengan pestel

(penumbuk/penggerus) dengan kepala terbungkus karet, sehingga butir-butir tidak rusak.

Kemudian disaring dengan saringan no. 40. Bagian yang tertahan saringan no. 40

disingkirkan dan bagian yang lewat saringan digunakan sebagai benda uji.

3.3.2 Peralatan

1. Alat batas cair casagrande.

2. Alat pembarut (grooving tool)

3. Cawan porselen (mortar)

4. Pestel (penumbuk/penggerus) berkepala karet atau bibungkus karet.

5. Spatel.

6. Saringan no. 40.

7. Air destilasi dalam botol cuci (Wash bottle).

8. Alat-alat pemeriksa kadar air (lihat percobaan no. 1)

Persiapan alat :

1. Periksa alat casagrande yang akan digunakan, bahwa alat dalam keadaan

dan dapat bekerja dengan baik, baut-baut tidak longgar, sumbu mangkok tidak

sangat aus yang menjadikan mangkok goyang, dan mangkok tidak terlalu aus

pada bagian alurnya. Juga periksa alat pembarut mempunyai ukuran-ukuran

yang benar.

13

2. Periksa bahwa apabila pegangan diputar, mangkok akan terangkat setinggi

1 cm. Gunakan pegangan alat pembarut sebagai pengukur. Jika tidak benar

perbaiki setelanya.

3.3.3 Prosedur

1. Taruhlah contoh tanah (sebanyak ± 100 gr) dalam mangkok porselen,

campur rata dengan air destilasi sebanyak kira-kira 15cc- 20cc. Aduk, tekan-

tekan dengan pestel. Bila perlu tambahkan air dengan bertahap, tambah sekitar

1-3cc, aduk, tekan dan tusuk-tusuk, tambah air lagi, dan seterusnya, sehingga

diperoleh adukan yang benar-benar merata.

2. Apabila adukan tanah ini telah merata, dan kebasahannya telah menghasilkan

sekitar 30 - 40 pukulan pada percobaan, taruhlah sebagian adukan tanah

tersebut dalam mangkok casagrande. Gunakan spatel, sebar dan tekan dengan

baik , sehingga tidak terperangkap, gelembung udara dan tanah. Ratakan

permukaan tanah dan buat mendatar dengan ujung terdepan tepat pada ujung

terbawah mangkok. Dengan demikian tebal tanah bagian terdalam akan

terdapat 1cm. Jika ada kelebihan, kembalikan kelebihan tersebut ke mangkok

porselen.

3. Dengan alat pembarut, buatlah alur lurus pada garis tengah mangkok

searah dengan sumbu alat, sehingga tanah terpisah menjadi dua bagian secara

simetris. Bentuk alur harus baik dan tajam dengan ukuran sesuai dengan alat

pembarut. Untuk menghindari terjadinya alur yang tidak baik atau tergesernya

tanah dalam mangkok, barulah dengan gerakan maju dan mundur beberapa

kali dengan setiap kali sedikit lebih dalam.

4. a. Segera gerakkan pemutar, sehingga mangkok terangkat dan jatuh pada

alasnya dengan kecepatan 2 putaran per detik, sampai kedua bagian tanah

bertemu sepanjang kira-kira 12,7 mm ( " ). Catatlah sejumlah pukulan yang

diperlukan tersebut.

b. Pada percobaan pertama tersebut, jumlah pukulan yang diperlukan harus

antara 30 dan 40 kali. Bila ternyata lebih dari 40 kali, berarti tanah kurang

14

basah dan kembalikan tanah dari mangkok casagrande ke cawan porselen,

tambahkan sedikit air dan aduklah seperti tadi sampai merata seperti tadi

sampai merata.

c. Cucilah mangkok casagrande dengan air, keringkan dengan kain kering.

Kemudian ulangi pekerjaan seperti tersebut pada no.2 sampai dengan no. 4.a.

5. Ambillah segera dari mangkok sebagian tanah dengan menggunakan spatel

secara melintang tegak lurus alur termasuk bagian tanah yang saling bertemu.

Periksalah kadar air tanah tersebut (lihat percobaan no. 1).

6. Ambillah sisa tanah yang masih ada dalam mangkok dan kembalikan ke cawan

porselen, tambah lagi dengan air secara merata. Cuci dan keringkan mangkok.

7. Ulangi pekerjaan pada nomor-nomor 2, 3, 4,.a, 5 dan 6 sehingga diperoleh 3

atau 4 data hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan diantara 15 dan

35 pukulan dengan masing-masing selisihnya hampir sama. Percobaan ini

harus dilaksanakan dari keadaan tanah yang kurang cair kemudian makin cair.

3.4 Batas plastis dan indeks plastisitas

3.4.1 Sampel uji

Contoh tanah yang perlu disediakan untuk pemeriksaan ini sebanyak ± 15-20 gr.

Contoh tanah ini harus bebas atau telah dibebaskan dari butir-butir yang lebih besar dari

0,425 mm (yang tertahan oleh saringan no. 40). Untuk contoh tanah yang memang tidak

mengandung butir-butir kasar lebih besar dari 0,425 mm dapat langsung diperiksa tanpa

persiapan terlebih dahulu. Apabil contoh tanah mengandung butir-butir kasar, mula-mula

keringkan suhu dalam suhu udara (atau dipakai pengering dengan suhu kurang 60ºC)

secukupnya saja sampai gumpalan-gumpalan mudah diremuk untuk kemudian disaring.

Pecahkan gumpalan-gumpalan tanah dengan digerus dalam mortar dengan menggunakan

pestel (penumbuk/penggerus) berkepala karet/terbungkus karet sehingga menjadi butiran-

butiran, tetapi butir-butir tanah tidak rusak. Bagian yang tertahan saringan no. 40

disingkirkan dan bagian yang lewat saringan digunakan sebagai benda uji. Penyiapan

benda uji ini sama dengan pada penyiapan untuk pemeriksaan batas cair, sehingga bila

pemeriksaan batas cair dan batas plastis kedua-duanya dilakukan, persiapan ini dilakukan

bersama.

15

3.4.2 Peralatan

1. Cawan porselen.

2. Pestel (penumbuk/penggerus) dengan kepal karet atau terbungkus karet.

3. Spatel.

4. Pelat kaca.

5. saringan no. 40.

6. Batang kawat Ø 3 mm untuk ukuran pembanding.

7. Alat-alat pemeriksaan kadar air (lihat percobaan no. 1)

3.4.3 Prosedur

1. Taruhlah contoh tanah dalam cawan porselen, campur air sedikit demi

sedikit, aduk sampai merata benar-benar. Kadar air tanah yang diberikan

adalah sampai tanah bersifat cukup plastis dan dapat mudah dibentuk menjadi

bola dan tidak terlalu melekat pada jari, bila ditekan dengan jari.

2. Remas dan bentuklah menjadi bola atau bentuk ellipsoida dari contoh

tanah seberat 8 gr (diameter ± 13 mm). Gilinglah benda uji ini di atas pelat

kaca yang terletak pada bidang mendatar jari-jari tangan dengan tekanan

secukupnya sehingga akan terbentuk batang-batang yang diameternya rata.

Gerakan menggiling tanah gerakan kecepatan kira-kira tiap 1 detik satu

gerakan maju dan mundur.

3. Bila pada penggilingan diameter batang telah menjadi sekitar 3 mm

(bandingkan dengan batang kawat pembanding) dan ternyata batang ini masih

licin, ambil dan potong-potong menjadi 6 atau 8 bagian , kemudian remas

seluruhnya antara ibu jari dan jari-jari lain kedua tangan sampai homogen

selanjutnya giling lagi seperti tadi. Jika digiling menjadi batang berdiameter 3

mm, ternyata batangnya masih licin, ulangi lagi remas bentuk menjadi bola

lagi & giling lagi dst. Sampai batang tanah tampak retak-retak dan tidak dapat

digiling menjadi batang yang lebih kecil (meskipun belum mencapai diameter

3mm).

16

4. Kumpulkan tanah yanag retak-retak atau terputus-putus tersebut dan

segera kerjakan pemeriksaan kadar airnya (lihat percobaan no. 1).

3.5 Batas susut dan faktor-faktor batas susut tanah

3.5.1 Sampel uji

Siapkan ± 30 gr contoh tanah yang telah dibersihkan dari butir-butir tertahan

saringan no. 40 (0,425 mm). Jika contoh tanah dari lapangan mengandung butir-butir

yang lebih besar dari 0,425 mm, keringkan tanah diudara. Kemudian remukkan pada

mortar porselen dengan menggunakan pestel dengan kepala terbungkus karet, sehingga

bitir-butir terpisah, tanpa merusak butir-butir. Kemudian saring dengan saringan no. 40,

maka bagian yang lewat sringan digunakan sebagai benda uji.

3.5.2 Peralatan

1. Cawan porselen.

2. Spatel.

3. Cawan susut dari porselen atau monel, berbentuk bulat dengan alas datar,

berdiameter ± 1,27 cm.

4. Pisau perata (straight edge).

5. Alat pengikur volume tanah yang terdiri atas mangkok gelas, pelat gelas

dengan 3 paku, dan air raksa.

6. Gelas ukur 25 cc.

7. Timbangan dengan ketinggian 0,10 gr.

3.5.3 Prosedur

1. Taruh contoh tanah pada cawan porselen dan aduk secara baik sampai

betul-betul merata dengan air destilasi secukupnya, sehingga mengisi semua

pori tanah dan jangan sampai ada udara terperangkap didalamnya. Banyaknya

air sedemikian, sehingga bila benda uji berupa tanah kurang plastis buatlah

sehingga konsistensi tanah sedikit di atas batas cair.

2. Tentukan berat dan volume cawan susut. Bersihkan cawan, kemudian

timbang dan catat beratnya. Untuk menentukan volume cawan, taruhlah

cawan dalam mangkok porselen, isi dengan air raksa sampai. Tekan dengan

17

pelat gelas rata diatas permukaan cawan jaga jangan ada udara terperangkap.

Bersihkan air raksa yang melekat diluar cawan. Pindahkan air raksa pada

mangkok yang lain dan tentukan beratnya. Volume cawan sama dengan berat

air raksa dibagi berat jenisnya.

3. Isilah cawan dengan tanah basah yang telah disiapkan. Olesi tipis bagian

dalam cawan dengan paselin atau pelumas pekat. Isilah cawan dengan tanah

sekitar sepertiga volumnya dan taruhlah ditengahnya. Pukul-pukulkan dengan

hati-hati cawan pada bidang datar kokoh yang dilapisi oleh beberapa lapis

kertas isap atau lembaran karet, sehingga tanah akan mengalir mengisi sudut-

sudut cawan. Tambahkan lagi tanah dan terus pukul-pukulkan lgi sehingga

terisi penuh sampai tepi atas. Ratakan dengan pisau perata dan hapulah tanah

yang melekat diluar cawan, sehingga volume tanah tepat sama dengan volume

cawan.

4. Tentukan berat basah dan berat kering tanah. Setelah cawan terisi tanah

segera ditimbang dan catat berat cawan berisi tanah basah. Biarkan tanah

mengering di udara sampai warnanya berubah tua menjadi muda. Kemudian

keringkan dalam oven dengan temperatur 105°C-110°C. Didinginkan dalam

desikator. Setelah dingin segera ditimbang dan catat beratnya.

5. Tentukan volume tanah kering dengan cara keluarkan dari cawan,

kemudian dicelup dalam air raksa dalam mangkok gelas. Mula-mula

tempatkan mangkok gelas dalam cawan porselen, isilah mangkok dengan air

raksa sampai melimpah, kemudian tekan dengan pelat gelas berpaku tiga buah

diatas mangkok. Hapuslah air raksa yang melekat diluar mangkok, dan

tempatkan mangkok pada cawan porselen kosong. Tekanlah dengan hati-hati

tanah kering kedalam air raksa dengan gelas berpaku di atas mangkok.

Pindahkan air raksa yang tumpah dalam suatu mangkok dan tentukan berat air

raksa ini. Volume tanah kering sama dengan berat air raksa dibagi dengan

berat jenisnya.

18

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN

4.1 Kadar Air

Kadar air (W) = ×100%

= × 100%

Untuk cawan timbang no. 66

Diperoleh: W1 = 24,88 gr

W2 = 80,09 gr

W3 = 70,40 gr

Kadar air (W ) = × 100%

= × 100% = 21,29%


Dipereoleh: W1 = 24,85 gr

W2 = 96,88 gr

W3 = 84,56 gr

Kadar air (W ) = × 100%

= × 100% = 20,63%

19



W2 = 87,93 gr

W3 = 76,50 gr

Kadar air (W ) = × 100%

= × 100% = 21,74%

Kadar air rata-rata (W ) =

= 21,22%


Berat jenis (= G1) =

Berat jenis (= G) untuk temperatur 27,5°C = G1 ×

Penentuan berat jenis tanah

Percobaan ke-1

Piknometer no. 1


W2 = 37,50 gr

W3 = 56,95 gr

W4 = 49,62 gr

Tempertur 27,5ºC

20


= = 2,342

Percobaan ke-2

Piknometer no. 22


W2 = 35,30 gr

W3 = 55,05 gr

W4 = 48,35 gr

Tempertur 26,5ºC


= = 2,279

Harga rata-rata

Berat jenis (=G) pada temperatur 27,5ºC

Berat jenis rata-rata =

= 2,311

Untuk temperatur 27,5°C

Berat jenis (= G) = 2,311 × = 2,311

Catatan :

21

Harga berat jenis air dapat diketahui dari daftar berat jenis air. Harga diantaranya

dapat dilakukan interpolasi.

4.3 Batas Cair Tanah

Pemeriksaan batas cair tanah

Pada percobaan ke-1 didapat 14 pukulan

(a) Untuk cawan no. 23, diperoleh:

W1 = 24,80 gr

W2 = 37,89 gr

W3 = 33,35 gr

Berat air (A) = W2-W3

= 37,89-33,35 = 4,54 gr

Berat tanah kering (B) = W3-W1

= 33,35-24,80 = 8,55 gr

Kadar air (W) = × 100%

= × 100% = 53,10%

(b) Untuk cawan no. 18, diperoleh:

W1 = 24,35 gr

W2 = 41,15 gr

W3 = 35,14 gr


= 41,15-35,14 = 6,01 gr


= 35,14-24,35 = 10,79 gr

22


= × 100% = 55,70%

Kadar air rata-rata untuk percobaan ke-1: W = = 54,40%


(a ) Untuk cawan no. 37, diperoleh:

W1 = 23,51 gr

W2 = 41,35 gr

W3 = 35,40 gr


= 41,35-35,40 = 5,95 gr


= 35,40-23,51 = 11,89 gr

Kadar air (W ) = × 100%

= × 100% = 50,04%


W1 = 24,34 gr

W2 = 47,87 gr

W3 = 39,81 gr


23

= 47,87-39,81 = 5,58 gr


= 39,81-24,34 = 11,19 gr


= × 100% = 49,87%

Kadar air rata-rata untuk percobaan ke-2: W = =

49,96%



W1 = 24,81 gr

W2 = 36,42 gr

W3 = 34,94 gr


= 36,42-34,94 = 4,39 gr


= 34,94-24,81 = 7,22 gr


= × 100% = 60,80%

24

(b ) Untuk cawan no. 43, diperoleh:

W1 = 24,60 gr

W2 = 37,30 gr

W3 = 32,85 gr


= 37,30-32,85 = 4,45gr


= 32,85-24,60 = 8,25 gr


= × 100% = 53,94%

Kadar air rata-rata untuk percobaan ke-3: W = =

56,75%



W1 = 24,87 gr

W2 = 37,65 gr

W3 = 33,24 gr


= 37,65-33,24 = 4,41 gr


= 33,24-24,87 = 8,37 gr

25


= × 100% = 52,69%


W1 = 24,20 gr

W2 = 36,39 gr

W3 = 32,16 gr


= 36,39-32,16 = 4,23 gr


= 32,16-24,20 = 7,96 gr


= × 100% = 53,14%

Kadar rata-rata untuk percobaan ke-4: W = = 52,92%

4.4 Batas plastis dan indeks plastisitas

(a) Dari cawan timbang no. 156, diperoleh:

W1 = 22,86 gr

W2 = 35,02 gr

W3 = 31,88 gr


= 35,02-31,88 = 3,14 gr

26

Berat tanah kering (B) =W3-W1

= 31,88-22,86 = 9,02 gr


= × 100% = 34,81%

Batas plastis (PL) =35%

(b) Batas cair (LL) dari per cobaan no. 3 didapat 35 %

(c) Indeks plastisitas (I ) = LL-PL

= 52,80 - 32,35

= 12 %

4.5 Batas susut dan faktor-faktor batas susut

(a) Pada cawan no. 7, diperoleh:

W1 = 33,70 gr

W2 = 19,46 gr

W3 = 150,07

W4 = 49,1 gr

Berat tanah kering: Wo = W1-W2

= 33,70-19,46

= 14,24 gr

Berat air raksa: W5 = W3-W4

27

= 150,07-49,1

= 100,97 gr

Volume tanah kering: Vo =

=

= 7,42 cm3

Batas susut tanah: SL = ( - ) × 100%

= ( - ) × 100%

= 9%

(b) Pada cawan no. 1, diperoleh:

W1 = 31,16 gr

W2 = 15,78 gr

W3 = 150,68

W4 = 49,1 gr

Berat tanah kering: Wo = W1-W2

= 31,16-15,78

= 15,38 gr

Berat air raksa: W5 = W3-W4

= 150,68-49,1

= 101,58 gr

Volume tanah kering: Vo =

=

= 7,47 cm3

28

Batas susut tanah: SL = ( - ) × 100%

= ( - ) × 100%

= 6 %

Jadi batas susut tanah rata-rata: =

= 7,50%

BAB V

PEMBAHASAN

5.1 Kadar Air

Dari hasil pengujian sampel dengan no.cawan 57, 20, 75 dilakukan dengan cara

duplo , yaitu digunakan 2 benda uji dengan 2 cawan, yang mendapatkan hasil hampir

mendekati/menyamai, kemudian harganya dirata-ratakan. Hasil pengukuran yang

29

dilakukan tidak sama dengan sampel yang lainnya karena berat sampel yang di ambil,

serta berat dari cawannya itu sendiri berbeda.


Pada pengujian kali ini dilakukan terhadap contoh tanah yang telah dimasukkan

ke dalam piknometer (no.1 dan no.2). Hasil yang diperoleh dari pengukuran tersebut

yakni diperoleh bahwa kedua contoh tanah tersebut memiliki berat jenis yang sama.

5.3 Batas Cair Tanah

Percobaan dilakukan terhadap 8 cawan percobaan(23,18,37,36,66,43,50, dan 31).

Untuk menetukan batas cair dilakukan dengan uji Casagrande (1984). Dari hasil

percobaan yakni untuk mengetahui batas cair ditentukan berdasarkan grafik yaitu, setiap

data hubungan antara kadar air tanah dan jumlah pukulan merupakan satu titik alam

grafik, dengan pukulan sebagai absis (dengan skala log) dan kadar air sebagai ordinat

(dalam persen dengan skala biasa) .Tarik garis lurus penghubung terbaik dari titik-titik

yang diperoleh. Batas cair tanah adalah kadar air yang diperoleh pada perpotongan garis

penghubung tersebut dengan garis vertikal 25 pukulan. Batas cair dilaporkan sebagai

bilangan bulat terdekat.

5.4 Batas Plastis dan Indeks Plastisitas

Batas plastis adalah kadar air yang diperoleh pada pemeriksaan yang dinyatakan

dalam persen. Percobaan dilakukan terhadap cawan no.156 , yakni kadar air dimana

tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung.

5.5 Batas Susut dan Faktor-faktor Batas Susut

Percobaan dilakukan terhadap cawan no.7 dan no.1 . Untuk mengetahui batas

susut tanah kita harus mengetahui terlebih dahulu volume tanah kering. Volume

ditentukan oleh berat air raksa yang ditimbang setelah pedesakan yang dilakukan dengan

tanah kering dalam suatu mangkok.

30

BAB VI

KESIMPULAN

Setelah acara praktikum yang diadakan di laboratorium mekanika tanah, maka

dapat disimpulkan bahwa :

1. tanah memiliki 3 fase elemen yaitu : udara,air, dan butiran padat.Yang mana

ketiga fase elemen tersebut memiliki berat (w) dan (volume).

31

2. kadar air sangat mempengaruhi volume dan berat masing-masing elemen tanah

tersebut.

3. batas cair (LL) didapat apabila grafik telah tergambar. Dimana batas cair (LL)

tersebut merupakan perpotongan antara garis jumlah pukulan yang bernilai 25 dan

perpanjangan garis titik I,II, dan III.

4. pemadatan tanah sangat dipengaruhi oleh berat kering dan kadar air. Batas plastis

juga dipengaruhi oleh kadar air. Sebagai contoh yakni kadar air dimana tanah

dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung atau bila

gelintiran diteruskan maka tanah akan putus.

DAFTAR PUSTAKA

Hardiyanto, C.H.,2002, Mekanika Tanah, Yogyakarta: Kepala Laboratorium

Fakultas Teknik “UGM”.

32

LAMPIRAN

34

laporan mekanika tanah

Documents