specific gravity [sg]

15
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH DASAR MODUL II SPECIFIC GRAVITY KELOMPOK P4 RAY FERNANDO 1206262891 SARAH PRAMIARSIH 1206222811 TRI RAHAYU 1306481921 Tanggal Praktikum : 21 April 2014 Asisten Praktikum : Ahmad Syihan Tanggal Disetujui : 25 April 2014 Nilai : Paraf Asisten : LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2014

Upload: reva-fachriza

Post on 19-Jan-2016

695 views

Category:

Documents


53 download

DESCRIPTION

lll

TRANSCRIPT

Page 1: Specific Gravity [SG]

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH DASAR

MODUL II SPECIFIC GRAVITY

KELOMPOK P4

RAY FERNANDO 1206262891 SARAH PRAMIARSIH 1206222811 TRI RAHAYU 1306481921

Tanggal Praktikum : 21 April 2014 Asisten Praktikum : Ahmad Syihan Tanggal Disetujui : 25 April 2014 Nilai : Paraf Asisten :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2014

Page 2: Specific Gravity [SG]

1. PENDAHULUAN

1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan

Untuk mendapatkan harga specific gravity dari butiran tanah, yaitu

perbandingan berat isi tanah dan berat air pada suhu 4°C.

1.2 Alat-alat dan Bahan

! Pycnometer dengan volume 500 mL

! Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

! Oven

! Kompor listrik

! Termometer

! Sampel tanah lolos saringan No. 40 sebanyak 500 gram kering oven.

1.3 Teori dan Rumus yang Dipakai

Secara umum, tanah dapat terdiri dari dua atau tiga fase, kemungkinan

tersebut adalah:

a. Tanah kering terdiri dari dua fase, yaitu solid (butiran) dan air (udara).

b. Tanah jenuh terdiri dari dua fase, yaitu solid (butiran) dan water (air).

c. Tanah tidak jenuh terdiri dari tiga fase, yaitu, solid (butiran), water (air),

dan air (udara).

Bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase, seperti

di bawah ini:

Gambar 1. (a) Contoh tanah, (b) Diagram fase

Page 3: Specific Gravity [SG]

Gambar 1a memperlihatkan elemen tanah yang mempunyai volume [V] dan

berat total [W], sedangkan Gambar 1b memperlihatkan hubungan berat dan

volumenya.

Specific gravity adalah perbandingan antara kerapatan butir tanah dengan

kerapatan butir air. Prosedur penentuan Gs berdasarkan BS 1377.

Specific gravity dapat diaplikasikan dengan mudah untuk mengukur

kepadatan unit suatu material. Dalam pengukurannya, biasanya dibandingkan

dengan air pada suhu 4°C dengan densitas 1000 gr/mL.

Contoh pengaplikasian specific gravity, yaitu:

! Dalam menentukan perletakan awal pondasi suatu bangunan. Sehingga,

tanah yang akan diberi beban dapat diketahui karakteristiknya terlebih

dahulu dan tidak menyebabkan penurunan pada tanah karena ketidak

mampuan tanah dalam menahan beban.

! Sebagai salah satu penentuan pada struktur geologi suatu wilayah dengan

pengaplikasiannya dalam pembuatan peta yang terkandung informasi

mengenai jenis tanah.

Rumus dasar yang digunakan:

𝐺𝑠 =𝛾!𝛾!

Untuk tanah:

𝛾! =𝑊!𝑉!

Untuk air:

𝛾! =𝑊!𝑉!

Dalam percobaan selalu diusahakan agar volume tanah (Vs) sama dengan

volume air (Vw). Sehingga Vw = Vs, maka rumus di atas menjadi:

𝐺𝑠 =𝑊!𝑊!

Page 4: Specific Gravity [SG]

Dengan:

Ws = berat tanah pada suhu 30oC

Ww = berat air pada suhu 30oC

Untuk percobaan pada T°C, maka harga tersebut harus dikoreksi dengan

harga α sehingga rumus menjadi:

𝐺𝑠 = 𝛼𝑊!𝑊!

Ws = berat tanah

Ww = berat air

α = faktor koreksi suhu T°C yang berhubungan dengan temperatur

ruangan pada saat percobaan

Tabel 1. Tabel faktor koreksi suhu

Temperature (°C) Unit Weight of Water (gr/cm) 23 0,99757 24 0,99733 25 0,99708 26 0,99682 27 0,99655 28 0,99627 29 0,99598 30 0,99568

2. PRAKTIKUM

2.1 Persiapan Percobaan

a. Mempersiapkan satu buah pycnometer yang telah dibersihkan dan

dikeringkan.

b. Untuk bahan uji digunakan sampel tanah sebanyak 500 gram yang lolos

saringan no. 40 ASTM dan sudah dikeringkan dalam oven selama ± 24

jam.

2.2 Jalannya Percobaan

a. Membersihkan dan mengeringkan pycnometer.

b. Mengisi pycnometer dengan air sebanyak 500 mL dan ditimbang

beratnya.

Page 5: Specific Gravity [SG]

c. Mencatat suhu air dalam pycnometer.

d. Membuang air dalam pycnometer kemudian membersihkan pcynometer

dan mengeringkannya kembali.

e. Memasukkan sampel tanah sebanyak 100 gram ke dalam pycnometer

secara hati-hati (diusahakan tidak ada butiran tanah menempel pada

dinding leher pycnometer karena akan mengurangi volume).

f. Mengisi kembali pycnometer dengan air suling hingga mencapai ± 3/4

bagian volume pycnometer (hingga mencapai batas garis pada leher

pycnometer).

g. Menghilangkan udara yang terperangkap dalam tanah pada pycnometer

dengan cara dididihkan ± 15 menit

h. Menyimpan pycnometer selama ± 24 jam agar suhu air sama dengan suhu

air awal, kemudian menimbang kembali pycnometer berisi air dan tanah

tersebut

2.3 Perbandingan dengan ASTM

Alat dan bahan yang digunakan pada prosedur ASTM D 854-58:

! Pycnometer yang digunakan dapat berupa botol labu dengan volume 100

ml atau stoperred bottle dengan volume 50 mL.

! Sampel tanah seberat 25 gram untuk botol labu dan 10 gram untuk

stopperred bottle.

Jalannya percobaan sesuai prosedur ASTM:

a. Pycnometer dibersihkan dan dikeringkan, kemudian dicatat beratnya.

b. Pycnometer diisi dengan air suling (dianjurkan memakai kerosin) dan

ditimbang beratnya (Wbw).

c. Dibuat tabel untuk Wbw pada beberapa suhu air yang diinginkan.

d. Contoh tanah dimasukkan ke dalam botol labu (stoperred bottle) yang

berisi air suling/kerosin.

e. Udara yang terperangkap di dalamnya dihilangkan dengan cara:

! Dididihkan.

! Diberi tekanan udara.

! Pycnometer diisi dengan air suling kembali sampai penuh volumenya.

Page 6: Specific Gravity [SG]

! Berat botol labu (stoperred bottle) yang telah berisi tanah dihitung dan

dicatat suhunya.

Perbedaan antara prosedur ASTM dengan prosedur praktikum:

! Volume pycnometer yang digunakan adalah 500 mL.

! Sampel tanah yang dipakai 100 gram, lolos saringan no. 40, kering oven.

Banyaknya percobaan yang dilakukan bukan berdasarkan suhu air yang

diinginkan tetapi berdasarkan jumlah sampel yang diinginkan.

3. HASIL PRAKTIKUM

3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)

Tabel 2. Data Hasil Praktikum

Sample 1 Sample 2 Sample 3 Wt flask + water + soil = Wbws 728.57 730.91 730.57 Temperature °C 30° 30° 29° Wt.flask + water = Wbw 666.88 667.64 667.62 Wt of dry soil = Ws 100.00 100.00 100.00

3.2 Perhitungan:

𝑊! =𝑊! +𝑊!" −𝑊!"#

Dengan :

Ww = berat air

Ws = berat tanah = 100 gram

Wbw = berat pycnometer + air 500 ml (air hingga batas leher pcynometer)

Wbws = berat pycnometer + air + tanah setelah didinginkan

𝐺𝑠 = 𝛼𝑊!𝑊!

 

Page 7: Specific Gravity [SG]

Sampel 1 (α = 0.99568)

Ww  =  Ws+Wbw-­‐Wbws

=  100+666.88-­‐728.57

=  38.31

Gs  =  αWs

Ww

=  0.99568×10038.31

=  2.6

Sampel 2 (α = 0.99568)

Ww  =  Ws+Wbw-­‐Wbws

=  100+667.64-­‐730.91

=  36.73

Gs  =  αWs

Ww

=  0.99568×10036.73

=  2.71

Sampel 3 (α = 0.99598)

Ww  =  Ws+Wbw-­‐Wbws

=  100+667.62-­‐730.57

=  37.05

Gs  =  αWs

Ww

=  0.99598×10037.05

=  2.68

 

Page 8: Specific Gravity [SG]

Nilai Specific Gravityrata-rata

Gs  =  ΣGsn  =  2.66

Kesalahan Relatif

Sampel 1

X1  =  Gs1-­‐GsGs

×100%  =  2.51%

Sampel 2

X2  =  Gs2-­‐GsGs

×100%  =  1.68%

Sample 3

X3  =  Gs3-­‐GsGs

×100%  =  0.83%

Kesalahan Relatifrata-rata

X  =  X1+X2+X3

3  =  1.67%

4. ANALISIS

4.1 Analisis Percobaan

Praktikum specific gravity ini bertujuan untuk mendapatkan perbandingan

nilai dari butiran tanah, yaitu perbandingan berat isi tanah dan berat air pada

suhu 4°C. Sebelum memulai praktikum specific gravity ini, praktikan harus

mempersiapkan alat-alat dan bahan praktikum. Alat-alat yang dibutuhkan

dalam praktikum ini adalah piknometer; timbangan dengan ketelitian 0.01

gram; oven; kompor listrik; dan termometer. Sedangkan bahan yang

dibutuhkan dalam praktikum ini adalah sample tanah seberat 100 gram untuk

satu sample, sehingga dibutuhkan 300 gram untuk 3 sample. Tanah sample

ini merupakan tanah yang telah lolos saringan no. 40 dan telah kering oven

selama ± 24 jam. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan nilai specific gravity

yaitu perbandingan berat isi tanah yang kering dengan berat air.

Setelah seluruh rangkaian persiapan selesai, hal pertama yang harus

dilakukan praktikan adalah mengisi piknometer dengan air suling sebanyak

Page 9: Specific Gravity [SG]

500 mL. Kemudian setelah diisi, pikonometer beserta air suling diukur

suhunya dan didapatkan nilainya sebesar 30°C. Hal ini dilakukan bertujuan

agar praktikan medapatkan faktor koreksi suhu yang berhubungan dengan

temperatur ruangan pada saat praktikum. Lalu piknometer dan isinya

ditimbang dan dicatat beratnya yang merupakan nilai Wbw.

Volume air suling yang ada pada piknometer dikurangi sebanyak ¾ bagian

volumenya. Kemudian 100 gram tanah yang telah dipersiapkan dimasukkan

ke dalam piknometer. Namun saat memasukkan sample tanah ke dalam

piknometer, praktikan harus teliti dan berhat-hati agar tanah yang masuk ke

dalam piknometer tidak menyentuh pada dinding leher piknometer karena

dapat mempengaruhi nilai hasil dari penimbangan yang dilakukan.

Setelah sample tanah dimasukkan, praktikan membersihkan bagian dinding

pada leher piknometer sehingga tidak adanya lagi butiran tanah yang

menempel pada leher piknometer. Hal ini dilakukan bertujuan agar seluruh

tanah tercampur secara merata dan karena akan mempengaruhi nilai hasil

data yang akan didapatkan nantinya.

Praktikan kemudian memanaskan piknometer di atas kompor listik dengan

waktu selama ± 15 menit. Namun pada menit ketiga dan menit keenam

piknometer diangkat lalu dikocokkan sebentar agar tanah tercampur secara

merata lagi. Tujuan dari piknometer dipanaskan ini adalah untuk

menghilangkan udara yang terperangkap pada tanah.

Setelah piknometer selesai dipanaskan, kemudian praktikan mendiamkan

piknometer terlebih dahulu selama ± 1 jam atau sampai piknometer sudah

tidak terasa panas lagi. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan dalam

perhitungan hasil akhir praktikum, yaitu specific gravity yang dipengaruhi

oleh nilai faktor koreksi suhu (α); dan agar piknometer tidak pecah karena

suhunya yang panas dimasukkan air suling yang dingin nantinya.

Page 10: Specific Gravity [SG]

Piknometer yang sudah tidak terasa panas lagi, ditambahkan air suling

hingga melewati sedikit batas piknometer atau setinggi satu ruas jari tangan

praktikan.

Setelah piknometer ditambahkan air, kemudian praktikan mendiamkan

piknometer selama ± 24 jam. Namun dalam pelaksanaan praktikum ini

terdapatnya perbedaan proseder percobaan dengan standard ASTM. Pada

standard ASTM, seharusnya praktikan mendiamkan piknometer selama ± 15

jam. Didiamkannya piknometer bertujuan agar suhu yang ada pada

piknometer stabil sehingga praktikan mendapatkan faktor koreksi suhu pada

suhu awal.

Saat sudah mencapai ± 24 jam, praktikan mengukur kembali suhu pada

piknometer beserta air suling. Nilai suhu yang akan didapatkan praktikan

harus sama dengan nilai suhu awal, yaitu 30°C. Apabila terjadi perbedaan

suhu piknometer maka praktikan harus melakukan rekayasa kondisi sehingga

suhunya akan sama kembali. Saat suhu yang baru lebih kecil dari suhu yang

awal, praktikan harus menaikkan suhunya dengan meletakkan piknometer di

atas oven. Sedangkan saat suhu yang baru lebih besar dari suhu yang awal,

praktikan harus menurunkan suhunya dengan meletakkan piknometer pada

ruangan ber-AC.

Setelah suhu piknometer sudah sesuai dengan 30°, kemudian praktikan

mengurangi air suling hingga volume air kembali menjadi 500 mL. Lalu

piknometer dan isinya ditimbang kembali beratnya dan dicatat yang

merupakan nilai Wbws.

Setelah seluruh rangkaian praktikum telah selesai, kemudian praktikan

mengolah data sehingga didapatkanya nilai specific gravity dari satu sample

tanah. Lalu praktikan melakukan rangkaian percobaan yang sama kembali

pada sample tanah kedua dan ketiga.

4.2 Analisis Hasil

Page 11: Specific Gravity [SG]

Dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan praktikan, yaitu dengan

menggunakan rumus 𝐺𝑠 = 𝛼 !!!!

. Maka didapatkan nilai Gs; pada sampel 1

sebesar 2.6; pada sampel 2 sebesar 2.71; dan pada sampel 3 sebesar 2.68.

Dan nilai Gs rata-rata yang didapatkan oleh praktikan adalah 2.66.

Tabel 3. Tabel Klarifikasi Tanah

Jenis Tanah Gs Kerikil 2.65 - 2.68 Pasir 2.65 – 2.68 Lempung tak berorganik 2.62 – 2.65 Lanau 2.65 – 2.68 Lanau tak berorganik 2.68 – 2.72 Lempung berorganik 2.58 – 2.62

sumber : SNI2003-6371-2000

Dengan melihat tabel di atas maka dapat disimpulkan bahwa tanah yang diuji

coba merupakan jenis tanah lanau atau lempung.

4.3 Analisis Kesalahan

Dalam pelaksanaan praktikum terdapat kesalahan-kesalahan yang dilakukan

oleh praktikan sehingga mempengaruhi hasil dari pengolahan data dan

didapatkannya nilai kesalahan relatif; pada sampel 1 sebesar 2.51%; sampel

2 sebesar 1.68%; dan pada sampel 3 sebesar 0.83%. Dan nilai kesalahan

relatif rata-rata yang didapatkan oleh praktikan adalah 1.67%.

Kesalahan relatif ini dapat terjadi karena beberapa faktor yang mempengaruhi

dalam pelaksanaan praktikum, yaitu:

! Masih terdapat air atau tanah yang menempel pada bagian leher

piknometer sehingga mempengaruhi hasil penimbangan.

! Kesalahan parallax, yaitu kurangnya ketelitian saat pembacaan skala

termometer dan saat pembacaan tinggi volume air piknometer, yang

mempengaruhi perhitungan untuk menentukan nilai faktor koreksi suhu

dan perhitungan untuk melakukan pengolahan data.

! Pengukuran saat menimbang massa tanah yang seharusnya sebesar 100

gram, namun karena tanah yang berterbangaan saat diangkat dari

Page 12: Specific Gravity [SG]

timbangan, yang mempengaruhi perhitungan untuk melakukan pengolahan

data.

Page 13: Specific Gravity [SG]

5. KESIMPULAN

a. Specific gravity diukur berdasarkan nilai faktor koresi suhu yaitu pada

temperatur 30°C.

b. Nilai specific gravity pada sampel 1 sebesar 2.6; sampel 2 sebesar 2.71; dan

sampel 3 sebesar 2.68.

c. Nilai specific gravity rata-rata yang didapatkan sebesar 2.66 sehingga tanah

merupakan jenis tanah lanau atau lempung.

d. Nilai kesalahan relatif yang terjadi pada sampel 1 sebesar 2.51%; pada sampel

2 sebesar 1.68%; dan pada sampel 3 sebesar 0.83%

e. Nilai kesalahan relatif rata-rata yang didapatkan sebesar 1.67% sehingga

praktikum yang telah dilakukan praktikan merupakan praktikum yang cukup

berhasil.

6. REFERENSI

Lambe T.W. ”Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.

1951.

Craig, R.F. “Mekanika Tanah”. Jakarta : Erlangga . 1989.

Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.

1981.

Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.

SNI2003-6371-2000.pdf

http://www.pu.go.id

Page 14: Specific Gravity [SG]

7. LAMPIRAN

7.1 Lampiran Data Percobaan

Page 15: Specific Gravity [SG]

7.2 Lampiran Dokumentasi

Gambar 1. Piknometer sedang dipanaskan

(a) (b)

Gambar 2. (a) Pikonometer sedang diisi oleh tanah seberat 100 gram, (b) Piknometer yang

berisi air suling sedang diukur suhunya