BAB 1 PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Dalam perancangan dan pelaksanaan pekerjaan bangunan gedung maupun bangunan sipil lainnya, tanah merupakan hal yang penting bagi bangunan tersebut baik sebagai tempat bertumpunya maupun sebagai bahan kontruksi bangunan tersebut. Tetapi, seringkali dijumpai masalah yang berkaitan dengan kemampuan maupun keadaan atau sifat-sifat tanah tersebut karena tidak dapat atau kurang memenuhi persyaratan peruntukan, karenanya padanya harus dilakukan perbaikan terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan penggunaannya. Cara perbaikan yang sering dilakukan sampai saat ini adalah perbaikan dengan cara pemadatan dengan alat-alat pemadat di lapangan. Untuk mendapatkan patokan bagi pekerjaan pemadatan di lapangan diperlukan uji pemadatan di laboratorium yang biasa disebut juga uji kompaksi. Uji kompaksi di laboratorium yang digunakan biasanya adalah uji kompaksi Standar Proctor dan Modified Proctor. Hal itulah yang melatar belakangi penulis untuk membuat suatu makalah yang membahas lebih detail tentang uji kompaksi di laboratorium. B. Rumusan Masalah -
Apa pengertian kompaksi ? Apa saja tujuan dan keuntungan uji kompaksi ? Peralatan apa saja yang dibutuhkan untuk uji kompaksi? Bagaimana prosedur uji kompaksi? C. Tujuan Makalah
-
Mahasiswa dapat mengetahui pengertian kompaksi Mahasiwa dapat mengetahui tujuan dan keuntungan uji kompaksi Mahasiswa dapat mengetahui peralatan untuk uji kompaksi 1
-
Mahasiwa memahami prosedur uji kompaksi D. Metode Penulisan Makalah ini disusun menggunakan pendekatan kualitatif. Metode yang
digunakan adalah metode noninteraktif model analisis teks. Melalui metode ini penulis menguraikan secara komprehensif permasalahan yang akan dibahas. Data teoritis dalam makalah ini dikumpulkan dengan teknik studi pustaka, artinya penulis mengambil data melalui kegiatan membaca berbagai literatur yang relevan dengan tema makalah.
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Kompaksi Tanah menurut Braja M. Das didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruangruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berfungsi juga
2
sebagai pendukung pondasi dari bangunan. Maka diperlukan tanah dengan kondisi kuat menahan beban di atasnya dan menyebarkannya merata. Tanah terdiri dari tiga fase elemen yaitu: butiran padat (solid), air dan udara. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Fase elemen tanah Kompaksi adalah proses memadatkan tanah dengan mengeluarkan udara dari dalam pori-pori tanah tersebut dengan cara mekans (dipukul, digilas dan sebagainya). Pemadatan kompaksi dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki sifat – sifat teknis tanah yaitu memperoleh keadaan tanah yang paling padat (keadaan padat maksimum). Pemadatan/kompaksi dilakukan dengan menambahkan atau mengurangi jumlah air yang ada didalam tanah sedemikian sehingga pukulan atau gilasan yang tertentu besarnya dapat menghasilkan keadaan padat yang maksimum yang dihasilkan dengan besar energi mekanis tertentu, harus dilakukan uji kompaksi laboratorium.
3
Pemadatan
tanah
adalah proses
naiknya
kerapatan
tanah dengan
memperkecil jarak antar partikel sehingga terjadi reduksi volume udara, yakni tidak terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah tersebut. Tingkat pemadatan diukur dari berat volume kering yang dipadatkan. Bila air ditambahkan pada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut akan berfungsi sebagai unsur pembasah atau pelumas pada partikel-partikel tanah. Karena adanya air, partikel -partikel tersebut akan lebih mudah bergerak dan bergeseran satu sama lain dan membentuk kedudukan yang lebih rapat/padat. Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar
air
dalam
tanah
(pada
saat
dipadatkan)
meningkat.
Kadar air yang ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume juga akan meningkat secara bertahap pula. Adanya penambahan kadar air justru cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan karena air tersebut kemudian menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang sebetulnya dapat ditempati oleh partikelpartikel padat dari tanah. Kadar air dimana berat volume kering maksimum tanah dicapai disebut kadar air maksimum. Selain kadar air, faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan adalah jenis tanah dan usaha pemadatan. Jenis tanah yang diwakili oleh distribusi ukuran butiran, bentuk butiran tanah, berat spesifik bagian padat tanah. Selain itu jumlah serta jenis mineral lempung yang ada pada tanah mempunyai pengaruh besar terhadap harga berat volume kering maksimum dan kadar air optimum dari tanah tersebut. Pada kadar air yang lebih rendah, adanya tegangan terik kapiler pada pori – pori tanah mencegah kecenderungan partikel tanah untuk bergerak dengan bebas untuk menjadi lebih padat. Kemudian tegangan kapiler tersebut akan berkurang dengan bertambahnya kadar air sehingga partikel – partikel menjadi mudah bergerak dan menjadi lebih padat.
4
Bila usaha pemadatan persatuan volume tanah berubah. Kurva pemadatan juga akan berubah. Tetapi, tingkat kepadatan suatu tanah tidak langsung sebanding (proporsional) dengan usaha pemadatannya. B. Tujuan Kompaksi Tujuan uji kompaksi adalah untuk mendapatkan kadar air optimum dan berat isi kering maksimum pada suatu proses pemadatan. Kompaksi dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, yaitu memperoleh keadaan tanah yang paling padat (keadaan padat maksimum), sehingga:
Kekuatan tanah bertambah besar Pemampatan tanah akibat pembebanan yang bekerja padanya, berkurang
besarnya (memperkecil kompressibilitas tanah) Memperkecil pengaruh air pada tanah Adapun tujuan lain dari uji kompaksi ini adalah :
C.
Meningkatkan mutu tanah Menaikkan kuat geser tanah Memperbaiki daya dukung tanah Memperkecil penurunan Memperkecil permeabilitas tanah Mendapatkan kadar air optimum (w opt) Faktotr-faktor yang mempengaruhi kompaksi Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil uji kompaksi :
Kadar air Energi kompaksi Jenis tanah yang di kompaksi Cara pemadatannya
1. Kadar Air Seperti telah diketahui bahwa tanah merupakan bahan butiran, air yang ada di sntaranya berfungsi sebagai pengikat. Apabila jumlah air dalam tanah itu tidak 5
terlalu besar, air itu seakan berfungsi sebagai “pelumas” yang memudahkan butirbutir tanah itu bergerak diantara satu sama lain. Sehingga bila diberikan energi mekanis yang besarnya tertentu maka butir-butir itu akan berubah susunannya dari keadaan berjauhan menjadi keadaan yang makin mendekat yang lazim disebut “memadat’. Tetapi, jika jumlah air yang ada/di tambahkan terlalu banyak, maka ketika di berikan energi mekanis akan terjadi keadaan yang tidak menguntungkan karena timbulnya air pori berlebih yang membuat susunan butir tanah menjadi semakin “lepas”, merusak kepadatan tanah. 2. Energi Kompaksi Energi mekanis untuk keperluan uji kompaksi dilaboratorium maupun untuk pemadatan tanah dilapangan di berikan dalam jumlah yang tertentu, yang tetap besarnya dalam suatu proses pemadatan. Makin besar energi yang diberikan makin tinggi kepadatan yang terjadi dan makin sedikit kadar air yang di butuhkan untuk mencapai kepadatan maksimum.
Gambar 2.2. Pengaruh energi kompaksi 3. Jenis Tanah yang di kompaksi
6
Jenis tanah dan keadaannya sangat berpengaruh pada hasil pemadatan yang dapat di capai. Makin halus butiran tanah, maka makin besar kadar air yang diperlukan untuk mencapai kepadatan maksimum. Makin baik gradasi butir tanah ,makin tinggi drajat kepadatan yang bisa di capai dibanding dengan jenis tanah yang sama tetapi bergradasi jelek. 4. Cara Pemadatan Energi mekanis itu dapat di berikan dalam bentuk pukulan, gilasan atau “pijatan” ( kneading ) atau kombinasi dari cara-cara itu, Uji laboratorium sebaiknya disesuaikan dengan cara yang nanti akan diterapkan dilapangan, tetapi umunya di indonesia digunakan cara uji kompaksi dengan energi mekanis dalam bentuk pukulan palu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian.
D. Jenis Uji Kompaksi Sampai saat ini sudah ada beberapa jenis cara uji kompaksi di laboratorium antara lain adalah
Cara Standard Proctor Cara Modified Proctor Harvard Miniature Compaction Test Abbot Compaction test Jodhpur Mini Compactor Test Namun yang sering digunakan pada uji kompaksi di laboratorium adalah
cara Standard dan Modified Proctor. 1. Cara Uji Standard Proctor
7
Cara uji ini untuk pertama kali diperkenalkan oleh proctor pada tahun 1930, digunakan sebagai pedoman pelaksanaan pembuatan dam di los angelesAmerika. Energi kompaksi diberikan dalam bentuk pukulan palu seberat 5,5 lb, dijatuhkan dari ketinggian jatuh 12 inci pada tanaj yang tersimpan dalam cetakan kompaksi (mold) yang diameternya 4 inci dan tingginya 4,6 inci. � Tanah dipadatkan dalam tabung silinder � Spesifikasi alat pemadat dan percobaan Palu = 2,5 kg (5,5 lb) Tinggi jatuh= 1 ft � Jumlah lapisan = 3 lapis � Jumlah tumbukan/lapis = 25 � Energi Pemadatan = 595 kJ/m3 � Jenis tanah = lewat saringan no. 4 � Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda � Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat volumenya � Peraturan acuan :AASHTO T 99 dan ASTM D698
8
Gambar 2.3. peralatan uji kompaksi standard proctor
2. Cara Modified Proctor Cara pengujian sama dengan cara standard proctor, perbedaannya adalah didalam peralatan alat uji yang dipakai, lebih besar dari pada standard proctor, berat palu penumbuk 10lbs (4,5 kg) ketinggian jatuh palu 18 inci (45,8 cm) dan tanah di dalam cetakan di bagi menjadi 5 lapis, tiap lapis di tumpuk sebanyak 25 kali jadi energi yang di berikan sebesar 27260 kg.cm/cm3. (4 kali lipat dari standard proctor). 1. Tanah dipadatkan dalam tabung silinder 2. Spesifikasi alat pemadat dan percobaan o Palu = 4,5 kg (10 lb) o Tinggi jatuh= 1,5 ft o Jumlah lapisan = 5 lapis 3. Jumlah tumbukan/lapis = 25 4. Energi Pemadatan = 2693 kJ/m3 5. Jenis tanah = lewat saringan no. 4 6. Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda 7. Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat volumenya 9
8. Peraturan acuan :AASHTO T 180 dan ASTM D1557
Gambar 2.4. proses uji kompaksi
Mold
Hammer
Standard
Modified
Diameter
4 inch
4 inch
Isi
1/30
cubic 1/30
feet
feet
Berat
5.5 pound
10 pound
Tinggi
12 inch
18 inch
cubic
Jatuh
10
Lapisan
3 lapisan
5 lapisan
Jumlah Pukulan
25 x/lapis
25 x/lapis
Energi
12400 ft- 56000 ftlb/cu-ft
lb/cu-ft
E. Perhitungan dan Pelaporan Hasil Uji Kompaksi Perhitungan dan pelaporan hasil uji kompaksi merupakan suatu yang terpenting dalam uji kompaksi. Dari perhitungan dan pelaporan inilah, dapat diketahui bahwa maksud dan tujuan uji kompaksi tersebut terpebuhi atau tidak. Berikut merupakan rumus-rumus yang diperlukan dalam perhitungan uji kompaksi. Berat isi kering (d) dapat dihitung dari rumus: d
W V(1 w )
di mana: W
= berat total tanah kompaksi bahan dalam mold
V
= volume mold
w
= kadar air tanah kompaksi
1. Untuk menggambarkan Zero Air Voids Curve dihitung dengan menggunakan rumus: Gs w d 1 wGs Sr di mana: Gs = Berat Jenis tanah w = Berat Volume Air w = Kadar Air Sr = Derajat Kejenuhan
11
Gambar 2.5. Hubungan berat isi kering dengan kadar air Garis ZAV adalah hubungan antara Berat Isi Kering dengan Kadar Air bila derajat kejenuhan 100%, yaitu bila pori tanah sama sekali tidak mengandung udara. Grafik ini berguna sebagai petunjuk pada waktu menggambarkan grafik compaction tersebut akan selalu berada di bawah ZAV biasanya tidak lurus tetapi agak cekung ke atas. Hasil percobaan pemadatan biasanya dinyatakan sebagai grafik hubungan antara berat isi kering dengan kadar air. Kadar air optimum didapatkan dengan cara sebagai berikut: Dari 6 contoh dengan kadar air berbeda-beda kita dapat menghitung d masing-masing. Setelah itu, digambarkan dengan skala biasa w (%) sebagai absis dan d sebagai ordinat sehingga akan diperoleh Lengkung Kompaksi. Pada grafik ini juga digambarkan ZAVC dan grafik pada derajat kejenuhan S = 80%. Dari puncak Lengkung Kompaksi ditarik garis vertikal dan horisontal sampai memotong sumbu-sumbu grafik. Dari garis horisontal akan diperoleh harga d maksimum sedangkan dari garis vertikal akan diperoleh woptimum yang dicari. Pada pelaksanaannya di lapangan, biasanya nilai d maksimum sulit untuk dicapai, lagipula sulit untuk menjaga agar nilai kadar air tetap konstan pada woptimum. Untuk mengatasi hal tersebut, maka biasanya diberikan toleransi sebesar 12
5%, sehingga nilai kepadatan tanah yang harus dicapai adalah minimum 95% d maksimum. Pada nilai ini, akan diperoleh suatu rentang nilai kadar air, sehingga yang perlu dijaga pada pelaksanaan di lapangan adalah kadar air pada rentang ini. Nilai berat jenis tanah adalah parameter yang diperlukan dalam pengolahan data dan cukup sensitif terhadap hasil akhir, sehingga jika nilai Gs belum ada, maka perlu dilakukan pengujian specific gravity.
BAB 3 PENUTUP
A. Kesimpulan Pemadatan
tanah
adalah proses
naiknya
kerapatan
tanah dengan
memperkecil jarak antar partikel sehingga terjadi reduksi volume udara, yakni tidak terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah tersebut. Kompaksi dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, yaitu memperoleh keadaan tanah yang paling padat (keadaan padat maksimum).
13
Pada pelaksanaannya di lapangan, biasanya nilai d maksimum sulit untuk dicapai, lagipula sulit untuk menjaga agar nilai kadar air tetap konstan pada woptimum. Untuk mengatasi hal tersebut, maka biasanya diberikan toleransi sebesar 5%, sehingga nilai kepadatan tanah yang harus dicapai adalah minimum 95% d maksimum. Pada nilai ini, akan diperoleh suatu rentang nilai kadar air, sehingga yang perlu dijaga pada pelaksanaan di lapangan adalah kadar air pada rentang ini. Penambahan air pada sampel tanah yang dipadatkan akan menaikkan kadar air pada sampel tanah tersebut. Peningkatan kadar air tersebut akan meningkatkan berat volum sampel tanah tersebut. Peningkatan kadar air tersebut akan meningkatkan berat volumnya hingga pada suatu saat peningkatan kadar air justru menurunkan berat volumnya. Nilai kadar air yang mengakibatkan berat volum mencapai nilai maksimum (akibat penambahan kadar air) disebut kadar air optimum. Zero air void curve adalah kurva yang menunjukkan berat kering tanah maksimal absolut yang dapat dicapai oleh kadar air tertentu pada nilai specivic gravity tertentu pula.
B. Saran Kompaksi adalah hal penting untuk diketahui oleh seorang engineer sipil oleh karena itu perlu adanya pemahaman yang mendalam kepada mahasiswa teknik sipil sebagai pengetahuan yang mendasar , selain itu harus adanya upaya mahasiswa dalam mencari secara individu maupun sharing secara kelompok agar ilmu tentang kompaksi dapat bertambah.
14
Daftar Pustaka
Anonym.
Pengenalan
tentang
uji
kompaksi
.
[online]
.
http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/577/jbptitbpp-gdl-heriantowi-28838-31987ts-2.pdf Dermawan
Herwan.
XI
Kompaksi.
(online).
Tersedia:
http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND.TEKNIK_SIPIL/HERWAN
15
_DERMAWAN/Praktikum_Mekanika_Tanah/XI_Kompaksi_By_HW_Ok.p df (2014, Februari) Hesolindra , Lutfi. Kompaksi dan tujuanya . [online] .
http://www.scribd.
com/doc/95708592/Kompaksi-Dan-Tujuannya
16
