Laporan Praktikum Mekanika Tanah Dasar

Download Laporan Praktikum Mekanika Tanah Dasar

Post on 24-Apr-2015

277 views

Category:

Documents

17 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Laporan Praktikum Mekanika Tanah Dasar Modul Compaction

TRANSCRIPT

<ul><li><p>LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH </p><p>MODUL V </p><p>COMPACTION </p><p>KELOMPOK 10 </p><p> Hadi Mulyanto 1106005585 </p><p> Dan Resky Valeriz 1106021052 </p><p> Moh. Ardan Makarim Corny 1206241073 </p><p>Tanggal Praktikum : 16 Maret 2013 </p><p>Tanggal Disetujui : 8 April 2013 </p><p>Asisten : Hendriawan Kurniadi </p><p>Nilai : </p><p>Paraf : </p><p>LABORATORIUM MEKANIKA TANAH </p><p>DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL </p><p>FAKULTAS TEKNIK </p><p>UNIVERSITAS INDONESIA </p><p>2013 </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>1 </p><p>A. MAKSUD DAN TUJUAN </p><p>Mencari nilai kerapatan kering (dry) maksimum pada kadar air optimum(Wopt) dari suatu </p><p>sampel tanah yang dipadatkan </p><p>B. ALAT DAN BAHAN </p><p> Mould, lengkap dengan collar dan base plate </p><p> Hammer seberat 5.5 lbsdengan tinggi jatuh 12 inch </p><p> Hydraulic extruder </p><p> Pelat baja pemotong </p><p> Gelas ukur </p><p> Wadah untuk mencampur tanah dengan air </p><p> Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggi tanah </p><p> Timbangan </p><p> Oven </p><p> Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 5 kantong @ 2 kg </p><p> Jangka sorong </p><p>C. TEORI </p><p>Compaction(pemadatan tanah) adalah suatu proses dimana pori-poritanah diperkecil dan </p><p>kandungan udara dikeluarkan secara mekanis. Suatupemadatan tanah adalah juga </p><p>merupakan usaha(energi) yang dilakukan padamassa tanah. Suatu pemadatan </p><p>(Compactive Effort = CE) yang dilakukantersebut adalah fungsi dari variabel-variabel </p><p>berikut: </p><p>dengan : </p><p>CE = Compactive Effort (lb/ft2) </p><p>W = berat hammer (lb) </p><p>H = tinggi jatuh (inch) </p><p>L = jumlah layer </p><p>B = jumlah pukulan per-layer </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>2 </p><p>V = volume tanah (ft3) </p><p>Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiridari dua macam, </p><p>yaitu: </p><p>1. Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698) </p><p>2. Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557) </p><p>Perbedaan mengenai dua metode tersebut dirangkum pada tabel di bawahini: </p><p>Test Identification AASHTO T99 AASHTO T180 </p><p>ASTM D 698 ASTM D 1557 </p><p>Diameter Mould (inch) 4" 6" 4" 6" </p><p>Berat Hammer (lb) 5.5 5.5 10 10 </p><p>Tinggi Jatuh Hammer (inch) 12 12 18 18 </p><p>Jumlah Layer 3 3 5 5 </p><p>Jumlah Pukulan Per-Layer 25 56 25 56 </p><p>C.E (lb/ft2) 12.375 12.375 56.25 56.25 </p><p>Ukuran Butir Maksimum yg </p><p>Lolos No. 4 (3/4") No. 4 (3/4") No. 4 (3/4") No. 4 (3/4") </p><p>Tabel C.1 Perbandingan dua metode compaction </p><p>Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatuhubungan tersebut </p><p>dibuat beberapa contoh tanah minimal empat contoh dengankadar air yang berbeda-beda, </p><p>dengan perbedaan kurang lebih 4% antara setiapsampel. Dari percobaan tersebut </p><p>kemudian dibuat grafik yang menggambarkanhubungan antara kepadatan dan kadar air, </p><p>sehingga dari grafik tersebutdiperoleh drymaksimum pada kadar air optimumnya. </p><p>Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa suatu tanah yang dipadatkan dengan kadar </p><p>air tanah lebih dari Woptakan diperoleh nilai kepadatan yang lebih kecil dari </p><p>drymaksimum. </p><p>Rumus-rumus yang digunakan: </p><p>1. Menentukan kadar air : </p><p>....(1) </p><p>(2) </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>3 </p><p>.....(3) </p><p>Di mana : </p><p>W = kadar air (%) </p><p>wwater = berat air (gram) </p><p>wdry = berat tanah kering (gram) </p><p>wwet = berat tanah basah (gram) </p><p>2. Menentukan perubahan volume air : </p><p>(4) </p><p>Di mana : </p><p>Vadd = volume air yang ditambahkan (ml) </p><p>Wx = kadar air yang akan dibuat (%) </p><p>Wo = kadar air awal (%) </p><p>w = berat sampel tanah (gram) </p><p>3. Menghitung nilai wet dandry : </p><p>.(5) </p><p>..(6) </p><p>Di mana : </p><p>wet = berat isi tanah dalam keadaan basah (gr/cm3) </p><p>wwet = berat tanah basah (gr) </p><p>V = volume sampel tanah yang telah dipadatkan (cm3) </p><p>dry </p><p>= kerapatan kering (gr/cm3) </p><p>wdry = berat tanah kering (gr) </p><p>W = kadar air (%) </p><p>4. Mencari Zero Air Void Line (ZAV- line) : </p><p>ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isi kering dengan </p><p>kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100 %. </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>4 </p><p>..(7) </p><p>Di mana : </p><p>Gs = nilai specific grafity </p><p>w = berat jenis air (gr/cm3) </p><p>W = kadar air tanah (%) </p><p>Sr = derajat kejenuhan </p><p>5. Mencari nilai Compaction Effort (CE) : </p><p>.(8) </p><p>Di mana : </p><p>C.E. = Compactive Effort (lb/ft2) </p><p>W = berat hammer(lb), yang digunakan pada percobaan ini adalah 5.5 lb </p><p>H = tinggi jatuh (inch), pada percobaan ini adalah 12 inch </p><p>L = jumlah layer, pada percobaan ini adalah 3 lapisan </p><p>B = jumlah pukulan per-layer, pada percobaan ini adalah 25 kali </p><p>V = volume tanah (ft3) </p><p>D. PROSEDUR PERCOBAAN </p><p>Persiapan Percobaan </p><p>1. Sampel tanah yang akan dipadatkan dicampur dengan rata dalam satu </p><p>wadahsehingga nilai kadar air awal dapat dianggap sama. </p><p>2. Sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air seluruhnya ditimbang, lalu </p><p>dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam sampai berat tetap. </p><p>3. Sisa sampel tanah yang lain dimasukkan ke dalam lima kantong yang masing-</p><p>masing kantong diisi sampel tanah 2 kg yang lolos saringan No. 4 ASTM. </p><p>4. Sehari kemudian sampel tanah dikeluarkan dari oven dan ditimbang beratnya. </p><p>Dengan demikian dapat diketahui nilai kadar air awal sampel tanah. </p><p>5. Setelah kadar air diketahui, dapat ditentukan volume air yang harus ditambahkan ke </p><p>dalam masing-masing kantong sampel tanah agar mencapai kadar air tertentu. </p><p>6. Sampel tanah dicampur dengan air yang sudah dihitung volumenya, kemudian </p><p>dibiarkan selama 18-24 jam agar campuran air merata. </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>5 </p><p>Proses (Jalannya) Percobaan </p><p>1. Semua alat dan bahan dipersiapkan. </p><p>2. Dimensi moulddiukur untuk mengetahui volume tanah hasil pemadatan. </p><p>3. Sebelum digunakan, dinding moulddiolesi dengan pelumas (oli) agar setelah </p><p>dipadatkan tanah tidak lengket menempel di dinding mould. </p><p>4. Moulddiletakkan pada base plate dan kertas lingkaran diletakkan di bagian dasar </p><p>agar tanah tidak menempel di base plate. </p><p>5. Kedudukan moulddikunci terhadap base plate agar tidak bergerak saat proses </p><p>pemadatan. </p><p>6. Tanah dimasukkan ke dalam mould tingginya diperkirakan dengan menggunakan </p><p>penggaris atau pelat besi sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3 tinggi </p><p>mould.Kemudian setiap lapisan ditumbuk sebanyak 25 kali secara merata dengan </p><p>hammer 5.5 lb dan tinggi jatuh 12 inch. </p><p>7. Pada lapisan tanah ketiga,collar dipasang pada mould agar tinggi tanah setelah </p><p>dipadatkan melebihi tinggi mould. </p><p>8. Setelah pemadatan lapisan ketiga selesai, collar dibuka. Kelebihan tanah diratakan </p><p>dengan pelat pemotong. </p><p>9. Berat mould + tanah ditimbang dengan timbangan. </p><p>10. Sampel tanah dikeluarkan dari mould dengan bantuan extruder. </p><p>11. Sampel tanah tersebut dibelah menjadi tiga bagian. Kemudian mengambil bagian </p><p>tengah tiap lapisan untuk kemudian diletakkan pada can, menimbang beratnya, lalu </p><p>memasukkannya ke dalam oven untuk mengetahui kadar air setelah pemadatan. </p><p>E. HASIL PRAKTIKUM </p><p>Data hasil praktikum </p><p>Dimensi Mould </p><p>Dmould = 10.175 cm </p><p>Hmould = 11.75 cm </p><p>Sampel Nomor I II III IV V VI </p><p>Wt of can + wet soil 253.33 g 288.55 g 301.25 g 239.44 g 332.14 g 174.49 g </p><p>Wt of can +dry soil 189.08 g 213.94 g 222.22 g 173.77 g 237.44 g 123.33 g </p><p>Wt of water 64.25 g 74.91 g 79.03 g 65.67 g 94.7 g 51.16 g </p><p>Wt of can 19.13 g 20 g 19.86 g 18.68 g 18.579 g 18.75 g </p><p>Wt of dry soil 169.95 g 193.94 g 202.36 g 155.09 g 218.87 g 104.58 g </p><p>w (%) 37.81 % 38.6 % 39.05 % 42.35 % 43.27 g 49 % </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>6 </p><p>F. PERHITUNGAN </p><p>1. Menghitung Volume mold </p><p>V = 22/7 x (10,175)2 x (11,75)/4 </p><p>V = 955.81 cm3 </p><p>2. Kadar air sebelum pemadatan = 26,63 % </p><p>3. Menghitung penambahan volume air untuk compaction </p><p>Perhitungan dilakukan pada tahap persiapan praktikum compaction </p><p>Kondisi awal sample tanah adalah wo = 26,63 % </p><p>w = 2000 gram </p><p>wx = w asumsi (36, 38, 40, 42, 44, 46) % </p><p>Volume air yang ditambahkan ditentukan dengan persamaan : </p><p>Dari perhitungan, berikut adalah besar volume yang harus ditambahkan untuk </p><p>mencapai kadar air yang diinginkan. </p><p>Tabel C.4 Data penambahan volume </p><p>4. Menghitung kadar air setelah compaction </p><p>Tanah yang sudah mengalami compaction dikeluarkan dari mold dengan bantuan </p><p>extruder. Diambil tanah bagian tengah dari layer atas, tengah dan bawah. Sampel </p><p>tanah pada ketiga lapisan ini dianggap sama kadar airnya sehinggauntuk </p><p>menghitungan kadar air cukup dengan satu can. </p><p>Sample Wo (%) Wx (%) Vadd (ml) </p><p>I </p><p>26,63 % </p><p>36 147,99 </p><p>II 38 179,57 </p><p>III 40 211,16 </p><p>IV 42 242,75 </p><p>V 44 274,34 </p><p>VI 46 305.93 </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>7 </p><p>Sample Wcan(g) Wcan+wet </p><p>(g) </p><p>Wcan+dry </p><p>(g) Wwater (g) Wdry (g) W (%) </p><p>I 19.13 253.33 189.08 64.25 169.95 37.81 </p><p>II 20.00 288.55 213.94 74.91 193.94 38.60 </p><p>III 19.86 301.25 222.22 79.03 202.36 39.05 </p><p>IV 18.68 239.44 173.77 65.67 155.09 42.35 </p><p>V 18.579 332.14 237.44 94.70 218.87 43.27 </p><p>VI 18.75 174.49 123.33 51.16 104.58 49.00 </p><p>Tabel C.5. Kadar air setelah compaction </p><p>5. Menentukan kerapatan kering (d) </p><p>wet = (wtcan + wet soil wtcan)/ 955, 81 </p><p>Sampel W wet = wt </p><p>soil in mold Vol mold wet W (%) dry (gr/cm</p><p>3) </p><p>I 1218 </p><p>955.81 </p><p>1.618 37.81 1.161 </p><p>II 1308 1.370 38.60 1.176 </p><p>III 1626 1.702 39.05 1.1636 </p><p>IV 1538 1.609 42.35 1.197 </p><p>V 1630 1.700 43.27 0.96 </p><p>VI 1558 1.630 49.00 1.142 </p><p>Tabel C.6. Berat isi kering tanah hasil compaction </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>8 </p><p>y = 0.002x2 - 0.243x + 6.461R = 0.268</p><p>0.9</p><p>0.95</p><p>1</p><p>1.05</p><p>1.1</p><p>1.15</p><p>1.2</p><p>37 39 41 43 45 47 49</p><p>y d</p><p>ry (</p><p>gr/c</p><p>m3 </p><p>Kadar Air (%)</p><p>Grafik Pemadatan Tanah (Enam Sampel)</p><p>y = -0.022x2 + 1.793x - 34.68R = 0.674</p><p>0.9</p><p>0.95</p><p>1</p><p>1.05</p><p>1.1</p><p>1.15</p><p>1.2</p><p>1.25</p><p>37 38 39 40 41 42 43 44</p><p>y d</p><p>ry (</p><p>gr/c</p><p>m3</p><p> )</p><p>Kadar Air (%)</p><p>Grafik Pemadatan Tanah Lima Sampel (Eliminasi Data Kel. 9)</p><p> Berikut grafik kadar air versus dry dengan enam sampel. </p><p>w dry 37.81 1.161 </p><p>38.6 1.176 </p><p>39.05 1.1636 </p><p>42.35 1.197 </p><p>43.27 0.96 </p><p>49 1.142 </p><p> Melihat grafik di atas jelas-jelas terjadi kesalahan yang membuat grafik di atas </p><p>seharusnya tidak mungkin terjadi (grafik menghadap ke atas). Hal tersebut juga </p><p>didukung dari order 2 polynomial trendline yang memiliki nilai r2 sebesar 0.268 (sangat </p><p>jauh dari nilai 1). Jika tetap menggunakan keenam sampel, tentu akan memengaruhi </p><p>hasil pengolahan data berikutnya. Oleh karena itu, praktikan memutuskan untuk tidak </p><p>menggunakan data dari salah satu kelompok. Untuk menentukan data dari kelompok </p><p>mana yang dibuang praktikan mencoba mengeliminasi data atau data kelompok 8 (w = </p><p>43.27 %) atau data kelompok 9 (w = 49%). </p><p> Berikut grafik kadar air versus dry dengan lima sampel (eliminasi data </p><p>kelompok 9). </p><p>w dry 37.81 1.161 </p><p>38.6 1.176 </p><p>39.05 1.1636 </p><p>42.35 1.197 </p><p>43.27 0.96 </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>9 </p><p>y = -0.001x2 + 0.119x - 1.366R = 0.895</p><p>1.14</p><p>1.15</p><p>1.16</p><p>1.17</p><p>1.18</p><p>1.19</p><p>1.2</p><p>37 39 41 43 45 47 49</p><p>y d</p><p>ry (</p><p>gr/c</p><p>m3 </p><p>)</p><p>Kadar Air (%)</p><p>Grafik Pemadatan Tanah Lima Sampel (Eliminasi Data Kel. 8)</p><p>Berikut grafik kadar air versus dry dengan lima sampel (eliminasi data kelompok 8). </p><p>Setelah membuat dua grafik lain yang mengeliminasi data kelompok 9 dan kelompok </p><p>8, didapatkan bentuk grafik yang benar (grafik menghadap ke bawah). Pada akhirnya </p><p>praktikan memutuskan untuk menggunakan lima sampel saja dengan tidak menggunakan </p><p>data kelompok 8 (w = 43.27%). Alasan tidak menggunakan data kelompok 8 dibanding </p><p>tidak menggunakan data kelompok 9 karena nilai dry kelompok 8 yang melenceng </p><p>(tidak presisi dengan nilai dry kelompok lain) yang tentu akan mengganggu keakuratan </p><p>pengolahan data berikutnya seperti penentuan dry maksimum pada woptimum. Selain itu </p><p>juga, nilai r2 dari grafik pemadatan tanah eliminasi data kelompok 8 lebih mendekati 1 </p><p>(0.895) dibanding nilai r2 dari grafik pemadatan tanah eliminasi data kelompok 9 </p><p>(0.674). Oleh karena itu, untuk pengolahan data berikutnya praktikan hanya </p><p>menggunakan lima sampel saja dengan mengeliminasi data kelompok 8 (w = 43.27%). </p><p>6. Menghitung Garis Zero Air Void : </p><p>Sr = 100% </p><p>Gs = </p><p>Gs Kelompok 7 2.668757 </p><p>Gs Kelompok 9 2.471414 </p><p>Gs Kelompok 10 2.693211 </p><p>Gs Kelompok 11 2.452414 </p><p>Gs Kelompok 12 2.589626 </p><p>Rata-Rata 2.589626 </p><p>w dry 37.81 1.161 </p><p>38.6 1.176 </p><p>39.05 1.1636 </p><p>42.35 1.197 </p><p>49 1.142 </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>10 </p><p> water= 1 gr/cm3 </p><p>Sample w (%) Gs w.Gs 1+w.Gs water ZAV </p><p>I 0.3781 </p><p>2.589626 </p><p>0.9791375906 1.9791375906 </p><p>1 </p><p>1.308461833 </p><p>II 0.3860 0.999595636 1.999595636 1.295074841 </p><p>III 0.3905 1.011248953 2.011248953 1.287571087 </p><p>IV 0.4235 1.096706611 2.096706611 1.235092209 </p><p>V 0.4900 1.26891674 2.26891674 1.141349065 </p><p>Tabel C.7 Zero Air Void </p><p>7. Menghitung Nilai Compactive Effort (CE) : </p><p>1 feet = 0,3048 m </p><p>1 m = 3,281 feet </p><p>Vol = 955.81 cm3 = 955.81x 10</p><p>-6 m</p><p>3 = 0.033754112 ft</p><p>3 </p><p> = 12 = 12 0,08334 = 1,00 </p><p>CE = </p><p> = 12220.733 lb/ft2 </p><p>8. Grafik Pemadatan Tanah </p><p>Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan di atas, diperoleh nilai dry dan ZAV </p><p>sebagai berikut : </p><p>Kadar Air dry ZAV </p><p>37.81 1.161 1.308461833 </p><p>38.60 1.176 1.295074841 </p><p>39.05 1.1636 1.287571087 </p><p>42.35 1.197 1.235092209 </p><p>49.00 1.142 1.141349065 </p><p>Tabel C.8Berat Isi Kering Tanah + Zero Air Void </p><p>5,5 lb x 1 x 3 x 25 </p><p>0,033754112 </p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>11 </p><p> Dari grafik tersebut dapat diestimasi nilai maksimum yaitu 1.197 gr/cm3 pada </p><p>kadar air 42.35 %. Namun estimasi tersebut kurang akurat karena hanya memperkirakan dari </p><p>grafik saja. Untuk hasil yang lebih akurat, praktikan menghitung nilai maksimum dari </p><p>persamaan grafik = 0.0013939972 + 0.119514977 1.366916252 </p><p> = </p><p>2=</p><p>0.119514977</p><p>2(0.001393997 )= 42.87 % </p><p> (saat woptimum, substitusi nilai woptimum ke persamaan grafik) </p><p> = 0.001393997 42.87 2 + 0.119514977 42.87 1.366916252 </p><p> = 1.195 </p><p>y = -0.001393997x2 + 0.119514977x - 1.366916252R = 0.895677161</p><p>1.12</p><p>1.14</p><p>1.16</p><p>1.18</p><p>1.2</p><p>1.22</p><p>1.24</p><p>1.26</p><p>1.28</p><p>1.3</p><p>1.32</p><p>37 39 41 43 45 47 49</p><p>Kadar Air (%)</p><p>Grafik Pemadatan Tanah + ZAV Line</p><p>dry</p><p>ZAV</p><p>Poly. (dry)</p></li><li><p>Laporan Praktikum Mekanika Tanah Modul C </p><p>Compaction </p><p>12 </p><p>G. ANALISIS </p><p>1. Analisis Percobaan </p><p>Compaction adalah usaha pemadatan tanah dengan mengecilkan pori-pori </p><p>tanah dan mengeluarkan udara untuk mendapatkan Berat Isi Kering maksimum pada </p><p>keadaan kadar air optimum. Berat Isi Kering maksimum adalah nilai Berat Isi Kering </p><p>paling besar pada saat pemadatan tanah yang dicapai pada keadaan kadar air </p><p>optimum. </p><p>Percobaan compaction dapat dilakukan dengan dua metode, yakni Standard </p><p>Proctor (AASHTO T99/ASTM D698) dan Modified Proctor (AASHTO T180/ASTM </p><p>D1557). Pada percobaan kali ini praktikan menggunakan metode Standard Proctor </p><p>dengan spesifikasi yang telah dijelaskan sebelumnya. </p><p>Sebelum melakukan compaction, dilakukan penambahan air terhadap sampel </p><p>tanah yang digunakan. Penambahan air ini bertujuan agar sampel tanah memiliki </p><p>kadar air yang mendekati nilai yang diinginkan. Kadar air yang diinginkan </p><p>diasumsikan sebesar 36 %, 38 %, 40 %, 42 %, 44 %, dan 46 %. Sampel tanah pun </p><p>yang digunakan sebanyak enam sampel, masing-masing memiliki massa 2000 gram. </p><p>Saat mencampurkan air ke dalam tiap-tiap sampel tanah, tanah diusahakan </p><p>dalam kondisi homogen untuk mendapatkan nilai Berat Isi Kering yang akurat. </p><p>Sampel tanah diaduk-aduk dengan air supaya homogen. Untuk lebih memastikan </p><p>tanah homogen, sampel tanah dimasukkan ke dalam plastik tertutup lalu dibiarkan </p><p>selama kurang lebih 18 jam. Tanah harus dalam wadah tertutup unt...</p></li></ul>