PEMADATAN TANAH (COMPACTION OF SOIL)
1. Fungsi Pemadatan:
Untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga daya dukung tanah pondasi di atasnya meningkat
Untuk mengurangi terjadinya penurunan pada tanah
Dapat meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankments).
2. Jenis Pemadatan Tanah:
Pemadatan laboratorium (Proctor Standart dan Proctor Modified) dilakukan di laboratorium
Pemadatan lapangan (Sand Cone)
PEMADATAN
dilakukan langsung di lapangan
LABORATORIUM
Pemadatan Laboratorium adalah suatu jenis tes pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium. Ada 2 macam tes pemadatan tanah secara laboratorium yaitu Proctor Standart Test dan Proctor Modified Test.
Prinsip-Prinsip Pemadatan Laboratorium 1)
Tes Pemadatan Proctor Standart
Cetakan Standart Proctor test berdiameter 10,16cm (4 inchi) dan tinggi 11,643 cm (4,584 inchi). Cetakan tersebut terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian bawah mempunyai pelat dasar yang dapat dipasang pada dasar cetakan, dan mempunyai silinder perpanjangan (extension) yang bisa disambung dengan bagian atas dari cetakan.
Volume dalam cetakan untuk Proctor Standart (bagian bawah cetakan) adalah 943,94 cm3, berat palu penumbuk 2,5 kg, penumbuk dapat diangkat dan dijatuhkan dari ketinggian 30,48 cm (12 inchi).
Sedangkan Modified Proctor mempunyai volume cetakan yang sama dengan Proctor Standart, berat palu penumbuk 4,54 kg (10 lb), tinggi jatuh penumbuk sebesar 45,72 cm (18 inchi).
Gambar alat Proctor tes
Pada percobaan pemadatan Proctor Standart, untuk setiap kali
percobaan,
tanah selalu dibagi dalam 3 lapisan dengan jumlah tumbukan 25x untuk setiap lapisan. Gambar alur penumbukan dapat dilihat pada Gambar 1.
Sedangkan pada Modified Proctor, pemadatan dilakukan dalam 5 lapisan dan jumlah tumbukan per lapisan sebanyak 25x.
Gambar 1. Alur penumbukan proctor tes
Tes pemadatan dilakukan minimal 6x, dengan kondisi 3 benda uji di bawah kadar air optimum dan 3 benda uji di atas kadar air optimum.
Dari setiap percobaan yang dilakukan akan didapatkan harga berat volume kering (d) dan kadar air (wc).
2)
Menentukan Tingkat Pemadatan suatu Tanah
Tingkat pemadatan suatu tanah di laboratorium diukur berdasarkan dari berat volume kering tanah maximum yang dipadatkan (dmax), dan harga kadar air optimum (wcopt) dari tanah yang di tes.
Menentukan harga max didapatkan dari grafik antara kadar air (wc) dengan berat volume kering (d). Lihat Gambar grafik 2 di bawah ini
Gambar 2. Grafik Proctor tes
Harga (d) ditentukan dengan rumus :
d
t 1 wc
dimana :
t
= berat volume tanah basah (gr/cm3)
wc
= kadar air tanah (%)
Harga (t) ditentukan dengan rumus :
t
Wt Vt
dimana : Wt
= berat tanah basah (gr)
Vt
= volume tanah (cm3)
Harga Wt dan Vt tersebut di atas diperoleh dari hasil tes Proctor Standar/Modified yang dilakukan di laboratorium.
Untuk suatu kondisi tanah dimana semua ruang2 pori yang ada terisi oleh air maka keadaan tersebut dikatakan jenuh. Jadi berat volume kering dengan kondisi ”zero air void” (pori2 tanah tidak mengandung udara sama sekali) dirumuskan sebagai berikut:
dZAV
Gs w Gs w 1 ( wc Gs) 1 e
dimana : dZAV = berat volume kering pada kondisi zero air void (gr/cm3) w
= berat volume air (gr/cm3)
wc
= kadar air tanah (%)
Gs
= spesific gravity (gr/cm3)
e
= angka pori
contoh soal :
Diketahui data tanah hasil dari tes laboratorium adalah sebagai berikut : Berat Volume, = Wt/Vt
gr/cm3
1.80
1.94
2.10
2.13
2.08
2.00
%
6.00
9.70
14.20
17.50
20.00
22.00
Kadar air, Wc = Ww/Ws Spesific gravity, Gs
gr/cm3
Diminta: tentukan dmax, dZAV dan wc opt Penyelesaian :
Menentukan berat volume kering tanah (d)
d d1 = d2 = d3 = d4 = d5 = d6 =
t1 1 wc1
t2 1 wc 2
t3 1 wc 3
d4 1 wc 4
t5 1 wc 5 t6
1 wc6
t 1 wc
1,80 = 1,70 gr/cm3 1 0,06
1,94 = 1,77 gr/cm3 1 0.097
2,10 = 1,84 gr/cm3 1 0,1420
2,13 = 1,81 gr/cm3 1 0,175
2,080 = 1,73 gr/cm3 1 0,20
2,00 = 1,64 gr/cm3 1 0,22
Menentukan berat volume kering tanah dalam kondisi zero air void (dZAV)
2.72
dZAV
Gs w Gs w 1 wc Gs 1 e
- Untuk kadar air (Wc) = 12% dZAV
2,72 1 2,05 1 (0,12 2,72)
- Untuk kadar air (Wc) = 15% - dZAV
2,72 1 1,93 1 (0,15 2,72)
- Untuk kadar air (Wc) = 18% dZAV
2,72 1 1,83 1 (0,18 2,72)
- Untuk kadar air (Wc) = 21% dZAV
2,72 1 1,73 1 (0,21 2,72)
- Untuk kadar air (Wc) = 24% dZAV
2,72 1 1,65 1 (0,24 2,72)
- Untuk kadar air (Wc) = 27% dZAV
2,72 1 1,57 1 (0,27 2,72)
Tabel hasil perhitungan Berat Volume, = Wt/Vt
gr/cm3
1.80
1.94
2.10
2.13
2.08
2.00
Kadar air
%
6.00
9.70
14.20
17.50
20.00
22.00
Berat Volume kering, d
gr/cm3
1.70
1.77
1.84
1.81
1.73
1.64
Kadar air untukzav
%
12.00
15.00
18.00
21.00
24.00
27.00
zero air void,zav
gr/cm3
2.05
1.93
1.83
1.73
1.65
1.57
Spesific gravity, Gs
gr/cm3
2.72
dZAV
dmax
Wc opt
dmax = 1,842 gr/cm3 Wcopt =14,8 %
PEMADATAN
LAPANGAN
Pemadatan lapangan adalah suatu jenis tes pemadatan tanah yang langsung pelaksanaannya dilakukan di lapangan, yang disebut dengan tes Sand Cone.
Gambar Alat Sand Cone tes
Gambar. Pelaksanaan Tes Sand Cone di Lapangan
2) Alat-alat Pemadatan di lapangan yang Umum digunakan:
Penggilas besi (smooth - wheel rollers)
Penggilas getar (vibratory roller)
Mesin getar dalam (vibrolof)
Spesifikasi Pemadatan Lapangan Pada umumnya kontraktor (pelaksana pekerjaan) diharuskan memadatkan tanah di
lapangan sampai dicapai suatu kepadatan (d lapangan) tertentu. Jadi dalam spesifikasi ini, yang ditentukan adalah prosentase kepadatan yang harus dicapai di lapangan, yang lebih dikenal dengan istilah Relative Compaction (Kepadatan Relatif). R (%)
dlapangan 100% d max(lab )
Tahapan menentukan Pemadatan Lapangan 1.
Menentukan volume botol Sand Cone. - Isi Botol Sand Cone dengan air sampai penuh, lalu timbang (Brt botol + air). w
Karena w = 1, maka :
Vw
Ww 1gr / cm3 Vw
Ww W gr w Ww........Cm3 gr w 1 cm3
Volume botol = volume yang ditempati oleh air 2.
Menentukan berat volume pasir silika ( p). p
Wp Vp
Dimana: Wp = berat pasir silika. Vp = volume pasir silika, Vp = Vbtl yg ditempati oleh psr. 3.
Menentukan berat pasir silika dalam corong (Wcr).
4.
Menentukan berat volume tanah galian. - Tentukan berat pasir dalam lubang: Isi botol dgn psr sampai penuh, lalu timbang (WA). Membuat lubang galian, dgn cara menggali tanah kurang lebih sedalam 10cm Letakkan botol dlm posisi terbalik corong berada di bawah, lalu buka kran hingga corong terisi pasir sampai penuh, bila sdh penuh kran ditutup, dan berat pasir dlm botol ditimbang (WB).
Jadi berat pasir dalam lubang = (WA-WB)-Wcr. - Tentukan volume lubang galian , Vgalian
W p ( dlm lub galian )
p
- Jadi berat volume tanah galian : t
Wt Vlub galian
- Berat volume kering tanah lapangan:
dlap
t 1 Wc
5. Derajat Kepadatan di lapangan: R (%)
dlapangan 100% d max(lab )
Contoh: Berdasarkan dari hasil tes pemadatan lapangan didapatkan data sbb: Berat botol + corong + air = 6290 gr Berat botol + corong + pasir = 8175 gr Berat botol + corong = 2085 gr Berat pasir dalam lubang galian = 2670 gr Berat tanah dari lubang galian = 3587 gr Tentukan: a). Berat volume pasir (p) b). Volume lubang galian c). Berat volume tanah (t) d). Berat volume kering lap (dlap), apabila diketahui kadar air dari tanah galian adalah 34,5% e). Derajad kepadatan lapangan (R %), apabila diketahui kepadatan maksimum laboratorium adalah 1,8 gr/cm3 Penyelesaian : a). Berat volume pasir (p). p
Wp Vp
Wp
= (Berat botol + corong + pasir) - (Berat botol + corong)
Wp
=
Vp
= volume botol yg ditempati oleh pasir = Vbtl.
w
8175 – 2085 = 6090 gr.
Ww 6290 2085 Vw Vw
1gr / cm3
(6290 2085) gr Wwgr ..... Vw 4205cm3 Vw 1gr / cm3
Vp = Vbtl = vol yg ditempati oleh air = Vw = 4205 cm3
p
Wp 6090 1,448gr / cm3 Vp 4205
b). Volume lubang galian. p
Wplub galian Vplub galian
Vlub galian
2670 1,448 gr / cm3 Vlub galian
Wplub galian 1,448
2670 1843,92cm3 1,448
c). Berat Volume tanah (t). t
Wt berat tan ah lub galian Vt volume lub galian
t
Wt 3587 1,945 gr / cm3 Vt 1843,92
d). Berat Volume Kering Lapangan (dlap). t 1,945 d lap 1,446 gr / cm3 1 wc
1 0,345
e). Derajad Kepadatan lapangan (R%). R (%) dlapangan 100% d max(lab ) R (%)
1,446 100% 80,33% 1,8
Keterkaitan antara kepadatan laboratorium dengan kepadatan lapangan. Contoh : Berat volume tanah Kadar air Gs = 2,348
1,575 7,50
1,714 10,40
1,805 12,50
Diminta
a. Gambarkan kurva tanah
:
tersebut b. Tentukan d max dan wc opt
1,912 18,50
1,884 21,00
1,815 24,50
c. Berapa harga angka pori dan derajat kejenuhan tanah pada keadaan d max. d. Gambarkan kurva d (zav) e. Bila kepadatan relatif, R = 95% , hitung harga d lapangan dan berapa rentang kadar air yang harus dicapai Penyelesaian :
Berat volume tanah, t Kadar air, wc
gr/cm3
Berat volume kering, d
1,714 10,40
1,805 12,50
1,912 18,50
1,884 21,00
1,815 24,50
gr/cm3
1,465
1,553
1,604
1,614
1,557
1,458
3
1,736 15
1,650 18
1,598 20
1,548 22
1,502 24
1,458 26
gr/cm
zero air void, zav
w, untuk menentukan zav Gs :
%
1,575 7,50
%
2,348
dmax = 1,64 gr/cm3
bdmax = 1,64 gr/cm3 Wcopt =15,7 % c.
Gs w e 1 d
2,348 1 1,64 1 0,432
Sr
wc Gs e
d. dZAV
Gs w 1 wc Gs
15,7 2,348 85,39% 0,432
dZAV 1
2,348 1 1,736 1 (0,15 2,348)
dZAV 2
2,348 1 1,650 1 (0,18 2,348)
dZAV 3
2,348 1 1,598 1 (0,20 2,348)
dZAV 4
2,348 1 1,548 1 (0,22 2,348)
dZAV 5
2,348 1 1,502 1 (0,24 2,348)
dZAV 6
2,348 1 1,458 1 (0,26 2,348)
e. R = 95%
dlap = 0,95 x 1,64 = 1,558 gr/cm3
Jadi rentang kadar air yang harus dicapai adalah antara 10,3 % - 20,9 %.
