Bab 4 Pengujian Analisis Butiran

Laporan Praktikum Mekanika Tanah Kelompok X Bab 4 Pengujian Analisis Butiran

BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRAN (DISTRIBUSI UKURAN BUTIR)

4.1. 4.1.

Anali nalisi siss Hi Hidr drom omet eter er// Hydrometer Hydrometer Analysis

4.1. 4.1.1. 1. Maks Maksud ud dan dan Tuj Tujua uan n

Maksud Maksud dan tujuan dari analis analisis is hidrom hidromete eterr (hydrometer hydrometer analysis analysis)) ini adalah untuk menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter kurang dari dari 0,07 0,075 5 mm (lolo (loloss sarin saringa gan n No. No. 200 200 ASTM ASTM)) deng dengan an cara cara peng pengen enda dapa pan. n. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D 422-63.

4.1. 4.1.2. 2. Dasa Dasarr T Teo eori ri

Dari harga berat jenis yang diperoleh dari percobaan Specific Gravity (Gs), kita menghitung berat isi tanah yaitu : 1. Deng Dengan an harg arga

γ s dari

tabel dapat diperoleh nilai koreksi meniscus (Cm)

Rumus yang digunakan : γ s

=

G s

× γ w

Dimana : γ s

= berat isi butir

Gs = berat jenis butir tanah γw

= berat jenis air

2. Koreksi miniscus (Cm) ditambahkan pada data hasil pembacaan pelampung (R a), sehingga pembacaan pelampung yang telah dikoreksi. (R c) = R a + Cm

Universitas Sebelas Maret Surakarta 2008


3. Berdasarkan suhu pada pengamatan ke t menit, dari tabel diperoleh harga berat isi air ( γ ), nilai Ct didapat dari tabel koreksi suhu untuk tiap w

pembacaan suhu. 4. Berdasarkan harga R c dari tabel hasil kalibrasi hidrometer diperoleh nilai L (panjang pelampung yang berada di dalam air dihitung dari titik berat sampai permukan air).

4.1.3. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan : a. Gelas ukur 1000 ml 1 buah b. Pelampung hidrometer c. Cawan alumunium, mangkuk, solet d. Aquades e. Neraca f.

Oven

g. Stopwatch h. Termometer i.

Cairan sodium silikat

a

e d f

b

c

g

Gambar 4.1. Alat uji analisis hidrometer (hydrometer analysis) Universitas Sebelas Maret Surakarta 2008

Keterangan : a. Tabung hidrometer 1000ml b. Pelampung Hidrometer c. Termometer d. Gelas ukur 100ml e. Cairan Sodium Silikat f. Cawan g. Kompor Listrik


4.1.4. Benda Uji

Benda uji berupa tanah hasil boring yang telah dioven selama 24 jam pada suhu 110 oC.

4.1.5. Pelaksanaan

1. Mengambil benda uji yang telah dioven sebanyak 60 gram, kemudian diberi aquades secukupnya dan dipanaskan sampai mendidih. 2. Mencampur benda uji dengan sodium silikat 10 ml dan diaduk hingga merata. 3. Memasukkan campuran dalam gelas ukur dan ditambahkan aquades hingga volumenya menjadi 1000 ml dan didiamkan selama 24 jam. 4. Mengocok benda uji setelah 24 jam hingga homogen, lalu memasukkan pelampung hidrometer dan termometer, menghidupkan stopwatch dan memulai pengukuran. 5. Mencatat hasil pengamatan terhadap pelampung hidrometer dan termometer dalam tabel, waktu pengamatan pada menit ke-1, 2, 5, 15, 30, 60, 240, dan 1440. Penentuan menit ke-0 adalah pada saat tabung gelas ukur tegak lurus pada meja kerja (saat mulainya proses pengendapan) sebelum pelampung hidrometer masuk.



4.1.6. Data Pengujian

Data pengujian analisis hidrometer disajikan dalam tabel 4.1. Tabel 4.1. Data pengujian analisis hidrometer

Clock time

Elapsed Time Minute/ t (minute)

R a

Temperature/T ( o C)

13.57

0

--

270

13.58

1

40

270

13.59

2

33

270

14.02

5

24

270

14.12

15

18

270

14.27

30

14

270

14.57

60

12

270

17.57

240

11

270

13.57

1440

9

270

4.1.7. Perhitungan

Perhitungan untuk menit ke-1 Merupakan pengisian kolom pada tabel analisis uji hidrometer Kolom 1 = jam pengamatan Kolom 2 = menit pengamatan Kolom 3 = pembacaan skala pada pelampung hidrometer (R a) Kolom 4 = perhitungan koreksi R c = R a + cm Gs = 2,65 (dari percobaan Specific Gravity ) γ s

= Gs x

γw

= 2,56 x 0,99655 (dari tabel untuk T = 27 0C)

= 2,5512 gram/cm 3 Dari harga

γ s dengan

miniscus (Cm) = 1,02 R c = R a + Cm Universitas Sebelas Maret Surakarta 2008

melihat tabel kita dapat mencari harga koreksi


= 40 + 1,02 = 41,02 Kolom 5 = pembacaan suhu = 27 0C Kolom 6 = dari harga R c akan didapat harga L dengan melihat tabel hidrometer No. 2, maka harga L = 9,32449 Kolom 7 = L/t = 9,32449/1 = 9,32449 Kolom 8 =

= 3,0536

L / t

Kolom 9 = harga µ dapat diketahui dari tabel I untuk T = 27 0C 30 × µ

30 x0,00855

=

980(G s - γ w )

980( 2,6505 - 0,99655)

=

0,012 58

Kolom 10 = diameter , didapat dari (8) x (9) D = 3,0536 x 0,01258 = 0,0384 Kolom 11 = koreksi suhu (C t) Dari tabel didapat Ct = 2 Kolom 12 = R = R c + Ct = 41,02 + 2= 43,02 Kolom 13 = menghitung nilai M, dengan persamaan:

M

=

V W s

 G   G − γ s

s

w

dimana : V Ws

   

=

1000  60

2,65  =   26,712  2,65 − 0,99655 

= volume

= 1000 ml

= berat benda uji

= 60 gram

Kolom 14 = perhitungan persentase butir tanah (P) P

=

R

× M 10

=

43,02 ×26,7118 10

Perhitungan selanjutnya disajikan dalam tabel 4.2.


114,9

=



Laporan Praktikum Mekanika Tanah Kelompok X

Bab 4 Pengujian Analisis Butiran

Tabel 4.2. Hasil pengujian analisis hidrometer Reading of

Elapsed Clock time

Time

P

Hydrometer Float Temp

Minute / t

R c =

R a

(minute)

L

/ T ( o C)

L

L/t

t

(table)

30 × µ 980(G s - γ

R Diameter

Ct

=

= M

( R ×M )

(R c+Ct)

10

(R a+Cm)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

13.57

0

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

13.58

1

40

41,02

27 0

9,3245

9,3245

3,0536

0,01258

0,0384

2

43,02

26,712

114,9

34,02

27

0

36,02

26,712

109,62

27

0

11,811

2,3622

1,537

0,01258

0,0193

2

27,02

26,712

72,2

0

12,743

0,8495

0,9217

0,01258

0,0116

2

21,02

26,712

56,15

13,365

0,4455

0,6674

0,01258

0,00839

2

17,02

26,712

45,46 40,12

13.59 14.02

2

33

5

24

25,02

10,412

5,206

2,282

0,01258

0,0287

2

14.12

15

18

19,02

27

14.27

30

14

15,02

27 0

13,02

27

0

14,64

0,244

0,4939

0,01258

0,00621

2

15,02

26,712

0

14,81

0,0617

0,2484

0,01258

0,00312

2

14,02

26,712

37,45

15,31

0,0106

0,103

0,01258

0,00129

2

11,02

26,712

29,44

14.57

60

12

17.57

240

11

12,02

27

13.57

1440

8

9,02

27 0



Bab

4 Pengujian Analisis Butiran

4.2.

Analisis Saringan/ Sieve Analysis

4.2.1. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari analisis saringan ( sieve analysis) adalah untuk menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter lebih besar dari 0,075 mm (tertahan di atas saringan No. 200 ASTM) dengan cara penyaringan. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D 422-63.

4.2.2. Dasar Teori

Secara umum tanah terdiri atas tiga bagian yaitu : -

Butiran

-

Air

-

Udara

Sifat dan karakteristik tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya. Ukuran butiran menentukan klasifikasi atau jenis tanah tersebut. Untuk butiran kasar dipakai


Bab


4.2.

Analisis Saringan/ Sieve Analysis


Maksud dan tujuan dari analisis saringan ( sieve analysis) adalah untuk menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter lebih besar dari 0,075 mm (tertahan di atas saringan No. 200 ASTM) dengan cara penyaringan. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D 422-63.

4.2.2. Dasar Teori

Secara umum tanah terdiri atas tiga bagian yaitu : -

Butiran

-

Air

-

Udara

Sifat dan karakteristik tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya. Ukuran butiran menentukan klasifikasi atau jenis tanah tersebut. Untuk butiran kasar dipakai cara penyaringan ( sieving ) dalam penentuan ukuran butiran tanah. Tanah kering oven disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran diameter lobang saringan tertentu dari mulai yang kasar hingga yang halus disusun dari atas ke bawah. Dengan demikian butiran tanah akan terpisah menjadi beberapa bagian dengan batas ukuran yang diketahui yaitu sesuai dengan diameter lubang saringan. Rumus yang digunakan: W tertahan

×100%

Persentase tanah tertahan (% tertahan)

=

Persentase tanah lolos (% lolos)

= 100% - % tertahan

W total

4.2.3. Alat dan Bahan

1. Satu set saringan ( No. 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120,200 ) 2. Penggetar saringan/vibrator 3. Neraca dan anak timbangan 4. Sikat halus dan solet Universitas Sebelas Maret Surakarta 2008


Bab


5. Oven listrik 6. Cawan alumunium 7. Benda uji yang digunakan pada analisis hidrometer

Gambar 4.2. Alat uji analisis saringan ( sieve analysis)

4.2.4. Benda Uji

Benda uji berupa tanah hasil boring yang merupakan bagian dari tanah pada percobaan hidrometer yang tidak lolos atau tertahan di atas saringan No. 200 (diameter butirannya > 0,075 mm).

4.2.5. Pelaksanaan

1. Mencuci benda uji dari percobaan hidrometer dengan saringan No. 200 sampai bersih.Pencucian dinyatakan bersih apabila air bekas cucian telah jernih. 2. Meletakkan benda uji yang tertahan dalam saringan No. 200 dicawan dan dioven selama 24 jam pada suhu 110 oC. 3. Menimbang benda uji yang telah dioven selama 24 jam bersama cawannya. 4. Memasukkanbenda uji ke dalam susunan saringan kemudian digetarkan dengan alat penggetar. 5. Menimbang benda uji yang tertinggal pada setiap saringan.



Bab



Data pengujian analisis saringan disajikan dalam tabel 4.3. Tabel 4.3. Data pengujian percobaan analisa saringan

Saringan

Berat Cawan + Benda Uji

Berat Cawan

Berat Benda Uji

(mm)

(gr)

(gr)

(gr)

4

4,75

522,94

522,82

0,12

8

2,36

431,24

429,60

1,64

16

1,18

451,17

450,18

0,99

20

0,85

405,73

405,34

0,39

40

0,425

392,77

391,77

1

80

0,18

360,21

357,56

2,65

100

0,15

353,20

352,06

1,14

120

0,125

333,28

333,25

0,03

200

0,075

390,81

387,70

3,11

PAN

---

249,30

248,47

0,83

No.

Diameter lobang

4.2.7. Perhitungan

1. Persentase tanah yang tertahan = berat yang tertinggal/berat total x 100% 2. Persentase kumulatif tertahan saringan No. 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120, 200. 3. Contoh Perhitungan (untuk contoh tanah pada saringan No. 4, diameter ayakan 4,75 mm) a) Berat benda uji mula-mula

= 60 gram (pada percobaan hidrometer )

b)

Berat benda uji + cawan

= 522,94 gram

c)

Berat cawan

= 522,82 gram

d) Berat benda uji tertahan

= 0,12 gram

e) % tertinggal

= 1,00925 %



Bab


f) % tertinggal kumulatif

= 1,00925 %

g) % lolos

= 98,99 %

Perhitungan pengujian analisis saringan selanjutnya disajikan dalam tabel. 4.4. Tabel 4.4. Perhitungan percobaan analisa saringan Saringan

Berat Cawan + Diameter Benda Uji Tertahan

No.

Berat Cawan

Berat Benda Uji Tertahan

Persen Tertahan

Persen Kumulatif Tertahan

Persen Lolos

(%)

(%)

(mm)

(gr)

(gr)

(gr)

(%)

4

4,75

522,94

522,82

0,12

0,2

0,2

99,8

8

2,36

431,24

429,60

1,64

2,73

2,93

97,07

16

1,18

451,17

450,18

0,99

1,65

4,58

95,42

20

0,85

405,73

405,34

0,39

0,65

5,23

94,77

40

0,425

392,77

391,77

1

1,667

6,897

93,103

80

0,18

360,21

357,56

2,65

4,416

11,313

88,687

100

0,15

353,20

352,06

1,14

1,9

13,213

86,787

120

0,125

333,28

333,25

0,03

0,05

13,263

86,737

200

0,075

390,81

387,70

3,11

5,183

18,446

81,554

PAN

---

249,30

248,47

0,83

1,383

4.3.

19,829

---

Rekapitulasi Analisa Hidrometer dan Analisa Saringan


Maksud dan tujuan dari rekapitulasi ini adalah untuk menentukan klasifikasi tanah pada lokasi pengambilan benda uji dengan menggunakan hasil pengujian analisis saringan

dan

analisis

ASTM D 422-63.

4.3.2. Dasar Teori


hidrometer.

Pengujian

ini

menggunakan

standar


Bab


Sistem klasifikasi tanah yang digunakan pada praktikum ini adalah sistem klasifikasi ASTM D 422-63. Pada sistem klasifikasi ini tanah digolongkan berdasarkan besarnya diameter butiran, yaitu: 1) Berangkal/boulder

(> Ø 300 mm)

2) Kerakal/cobbles

(Ø 300 mm – Ø 75 mm)

3) Kerikil/ gravel

(Ø 75 mm – Ø 4,75 mm)

4) Pasir/ sand

(Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm)

Pasir terbagi dalam: a. Pasir Kasar

: Ø 4,75 mm – Ø 2,00 mm

b. Pasir Sedang

: Ø 2,00 mm – Ø 0,425 mm

c. Pasir Halus

: Ø 0,425 mm – Ø 0,075 mm

5) Lanau/ silt

(Ø 0,075 mm – Ø 0,005 mm)

6)

Lempung/clay

(< Ø 0,005 mm)

Secara garis besar, tanah dibagi dalam dua kelompok yaitu: a. Tanah berbutir kasar

Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir kasar, dibutuhkan data: •

Koefisien Keseragaman (Cu)

Cu =

•

D 60 D10

Koefisien Kelengkungan/ Kurvature(Cc)

Cc =

(D )

2

30

D10

× D 60

dimana D10

: diameter butir yang lolos saringan sebanyak 10 %

D30


D60


b. Tanah berbutir halus Universitas Sebelas Maret Surakarta 2008


Bab


Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir halus dibutuhkan data tambahan berupa nilai parameter Batas Cair (LL) yang didapatkan dari hasil pengujian Batas Konsistensi Atterberg . Selain sistem klasifikasi ASTM, terdapat beberapa sistem klasifikasi yang banyak digunakan diantaranya seperti terlihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5. Batasan-batasan ukuran berdasarkan sistem Ukuran Butir (mm) Sistem Klasifikasi

Diskripsi Detail ASTM AASHTO

Kerikil (Gravel )

Pasir ( Sand )

Lanau ( Silt )

Lempung (Clay)

75 - 4,75

4,75 - 0,075

0,075 - 0,005

< 0,005

75 - 2,00

2,00 - 0,075

0,075 - 0,005

< 0,005

Tanah butiran halus (Lanau, lempung) < 0,075

USCS

75 - 4,75

4,75 - 0,075

British Standard (BS)

60 - 2,00

2,00 - 0,06

0,06 - 0,002

< 0,001

USDA

-

2,00 - 0,05

0,05 - 0,002

< 0,002


Data yang dibutuhkan untuk menentukan klasifikasi atau jenis tanah adalah hasil yang diperoleh dari percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer seperti yang tertulis pada tabel 4.6. dibawah ini:



Bab


Tabel 4.6. Rekapitulasi hasil percobaan analisis saringan dan analisis hidrometer

Hasil Pengujian

Diameter Butiran (D)

Persen Lolos (P)

(mm)

(%)

4,75

99,8

2,36

97,07

1,18

95,42

0,85

94,77

0,425

93,103

0,18

88,687

0,15

86,787

0,125

86,737

0,075

81,554

--

--

0,0193 0,0116 0,00839 0,00621 0,005 0,00312 0,00129

72,2 56,15 45,46 40,12 39,0744 37,45 29,44

Analisis Saringan ( sieve analysis)

Analisis Hidrometer (hydrometer analysis)

4.3.4. Perhitungan



Bab


Berdasarkan rekapitulasi hasil berupa data diameter butiran dan persentase dari percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer pada tabel 4.6., maka selanjutnya data tersebut disajikan dalam bentuk grafik hubungan kedua data yang ketentuan penggambarannya adalah sebagai berikut: 1. Grafik digambar pada sumbu semilogaritma. 2. Sumbu x (absis) merupakan diameter butiran. 3. Sumbu y (ordinat) merupakan persentase lolos. 4. Data-data dari analisis hidrometer dan analisis saringan kemudian diplotkan ke dalam kertas grafik. 5. Setelah mengetahui tempat kedudukan titik-titik dari data di atas, kemudian dibuat garis yang menghubungkan titik-titik tersebut, seperti tergambar pada grafik 4.1. Gravel

Sand

Silt

Clay

100 90 80 70 ) % ( 60 s o l o L n e s r e P 50 40 30 20 10 0 10

4,75

1

0,1

0.075

0,01

0,005

0,001

Diameter (mm)

Grafik 4.1. Distribusi ukuran butiran tanah

Berdasarkan grafik 4.1., maka benda uji yang diuji mempunyai distribusi gradasi butiran sebagai berikut: 1. Gravel ( > Ø 4,75 mm)

=

1,0093

%

2. Sand

=

18,446

%

(Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm)



Bab


3. Silt

(Ø 0,075 mm - Ø 0,005)

=

42,4796 %

4. Clay

(<Ø 0,005 mm)

=

38,0651 %

=

100,00

%

5. Setelah mengetahui tempat kedudukan titik-titik dari data di atas, kemudian dibuat garis yang menghubungkan titik-titik tersebut, seperti tergambar pada grafik.

Gravel

Sand

Silt

0.075

4.75

Clay

0.005

Grafik 4.1. Distribusi Ukuran Butiran Tanah

Berdasarkan grafik 4.1., maka benda uji yang diuji mempunyai distribusi gradasi butiran sebagai berikut: 1. Gravel ( > Ø 4,75 mm)

=

1,0093

%

2. Sand

(Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm)

=

18,446

%

3. Silt

(Ø 0,075 mm - Ø 0,005)

=

42,4796 %



Bab


4. Clay

(<Ø 0,005 mm)

=

38,0651 %

=

100,00

%

4.3.5. Kesimpulan

Berdasarkan rekapitulasi hasil perhitungan di atas dapat disimpulkan: a. Karena persentase butiran tanah yang berdiameter < 0,075 mm = 80,5447% dimana > 50%, maka tanah tersebut termasuk dalam jenis tanah berbutir halus. b. Golongan butiran yang dominan adalah silt.


Bab 4 Pengujian Analisis Butiran

Recommend Documents