LAPORAN PRAKTIKUM
COMPACTION
KELOMPOK 5
Erlangga Rizki Fauzi 1006758294
Rosemarie Maya 1006674401
Pra Gogo Hutagaoel 1006674345
Muhammad Ridwan 1006674313
Afdol Pranata 1106067822
TanggalPraktikum :26 Februari 2012
Asisten :Sandy Sanjaya
Nilai :
Paraf :
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2012
PENDAHULUAN
MaksuddanTujuanPercobaan
Mencari nilai kerapatan kering (γ dry) maksimum pada kadar air optimum (Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan
Alat dan Bahan :
Mould, lengkap dengan collar dan base plate
Hammer seberat 10 lbs, dengan tinggi jatuh 18 inch
Hydraulic extruder
Pelat baja pemotong
Gelas ukur
Wadah untuk mencampur tanah dengan air
Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggu tanah
Timbangan
Oven
Sampel tanah lolos saringan no. 4 ASTM sebanyak 4 kantong @ 2kg
Jangka sorong
Teori dan Rumus yang Dipakai
Compaction(pemadatantanah) adalah suatu proses dimana pori-pori tanah diperkecil dan kandungan udara dikeluarkan secara mekanis. Suatu pemadatan tanah adalah juga merupakan usaha(energi) yang dilakukan pada massa tanah. Suatu pemadatan (Compactive Effort = CE) yang dilakukan tersebut adalah fungsi dari variabel-variabel berikut:
CE=W. H. L . BV
dengan :
CE = Compactive Effort (lb/ft2)
W = berat hammer (lb)
H = tinggi jatuh (inch)
L = jumlah layer
B = jumlah pukulan per-layer
V = volume tanah (ft3)
Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiri dari dua macam, yaitu:
Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)
Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)
Perbedaan mengenai dua metode tersebut dirangkum pada tabel di bawah ini:
Tabel Perbandingan metode Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698) dengan Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)
Test Identification
AASHTO T 99
ASTM D 698
AASHTO T 180
ASTM D 1557
Diameter mould (inch)
4
6
4
6
Berat hammer (lb)
5.5
5.5
10
10
Tinggi jatuh hammer (inch)
12
12
18
18
Jumlah layer
3
3
5
5
Jumlah pukulan per-layer
25
56
25
56
C.E (lb/ft2)
12.375
12.375
56.25
56.25
Ukuran butiran maksimum
yang lolos
No. 4 (3/4")
No. 4 (3/4")
No. 4 (3/4")
No. 4 (3/4")
Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatu hubungan tersebut dibuat beberapa contoh tanah minimal empat contoh dengan kadar air yang berbeda-beda, dengan perbedaan kurang lebih 4% antara setiap sampel. Dari percobaan tersebut kemudian dibuat grafik yang menggambarkan hubungan antara kepadatan dan kadar air, sehingga dari grafik tersebut diperoleh γdrymaksimum pada kadar air optimumnya. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa suatu tanah yang dipadatkan dengan kadar air tanah lebih dari Woptakan diperoleh nilai kepadatan yang lebih kecil dari γdrymaksimum.
Dalam pengaplikasiannya dalam dunia teknik sipil, dynamic compaction digunakan untuk meningkatkan kepadatan tanah ketika keadaan di bawah permukaan tanah membuat metode lainnya tidak bisa digunakan. Proses pemadatan ini adalah dengan menjatuhkan beban berat berulang kali ke tanah dengan jarak jatuh yang sama.Berat beban yang digunakan dan tinggi jatuh menentukan jumlah pemadatan yang terjadi.Pemadatan dilakukan untuk memperbaiki beberapa sifat tanah, antara lain:
Menaikkan kuat geser = menaikkan nilai dan c yang bertujuan untuk memperkuat tanah.
Mengurangi kompresibilitas = mengurangi penurunan oleh beban.
Mengurangi permeabilitas = mengurangi nilai k.
Mengurangi sifat kembang-susut tanah.
Pada pemadatan, yang dapat berkurang hanya udara. Makin basah tanah,makin mudah dipadatkan karena air berfungsi sebagai pelumas agar butir-butir air mudah merapat, tetapi kadar air yang berlebihan akan mengurangi hasil pemadatanyang dapat dicapai. Tanah yang kenyang air tidak dapat dipadatkan.
Pemadatan pada tanah granuler atau pasir penanganannya paling mudah.Sifat tanah pasir adalah kuat geser dan permeabilitasnya tinggi.Perubahan volumesedikit setelah dipadatkan.
Tanah lanau bersifat cukup stabil dan kuat geser cukup tinggi.Lanau sangatsulit dipadatkan bila basah karena permeabilitasnya rendah.Perubahan volumesedikit setelah dipadatkan.Tanah lempung padat mempunyai permeabilitas rendah sehingga air sulitmengalir keluar dari rongga lempung. Butiran sulit merapat satu sama lain. Tanahlempung tidak dapat dipadatkan dengan baik pada waktu sangat basah/jenuh.
Menentukan Kadar Air
W=WwaterWdry × 100%
W=Wdry (1+W)
Wdry=Wwet(1+W)
dengan:
W = kadar air
Wwater = berat air (gram)
Wdry = berat tanah kering (gram)
Wwet = berat tanah basah (gram)
Menentukan Penambahan Volume Air
Vadd=Wx-W01+W0 × W
dengan:
Vadd = volume air yang akan ditambahkan
Wx = kadar air yang akan dibuat
W0 = kadar air awal
W = berat sampel tanah (gram)
Menentukan Nilai γwet dan γdry
γwet=WwetV
γdry=γwet1+W
dengan:
wet = berat isi tanah dalam keadaan basah (gram/cm3)
Wwet = berat tanah basah (gram)
V = volume sampel tanah yang telah dipadatkan (cm3)
dry = berat isi tanah dalam keadaan kering (gram/cm3)
Wdry = berat tanah kering (gram)
W = kadar air
Menghitung Nilai Zero Air Void Line (ZAV-Line)
ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isi kering dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.
ZAV=Gs.γwater1+(W.Gs)/Sr
dengan:
Gs = nilai specific gravity
water = berat jenis air (1 gran/cm3)
W = kadar air
Sr = derajat kejenuhan
Menghitung Nilai Compaction Effort (CE)
CE=W. H. L . BV
dengan :
CE = Compactive Effort (lb/ft2)
W = berat hammer (lb)
H = tinggi jatuh (inch)
L = jumlah layer
B = jumlah pukulan per-layer
V = volume tanah (ft3)
PRAKTIKUM
PersiapanPraktikum
Menyiapkan 4 kantong sampel tanah masing-masing 2 kg, lolos saringan No. 4 ASTM
Mencampur seluruh sampel dalam kantong dengan rata dalam satu wadah, nilai kadar air awal dalam hal ini dianggap sama
Mengambil sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air seluruhnya, dan mencari nilai kadar air sampel tersebut
Mengembalikan sampel ke kantongnya masing-masing
Sehari kemudian setelah kadar air diketahui, menambahkan air ke dalam masing-masing kantong agar mencapai kadar air yang berbeda-beda
Memasukkan contoh tanah ke dalam kantong plastik dan dibiarkan selama 18-24 jam(diperam) agar campuran air merata
Jalannya Percobaan
Menyiapkan mould, collar, dan base plate
Menimbang dan mengukur dimensi mould untuk mengetahui volume tanah hasil pemadatan
Memasukkan tanah ke dalam mould, perkirakan jumlahnya sedemikian rupa sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3 tinggi mould (karena total lapisan pemadatan sebanyak 3 lapis)
Menumbuk setiap lapisan 56 kali secara merata dengan hammer seberat 5.5 lb dan tinggi jatuh 12 inch(Standard AASHTO)
Membuka collar setelah pemadatan lapis ketiga selesai– meratakan kelebihan tanah pada moulddengan pelat pemotong
Menimbang tanah beserta mould
Mengeluarkan contoh tanah dari mould dengan bantuan extruder
Mengambilbagian atas, tengah, bawah dari contoh tanah tersebut untuk diperiksa kadar airnya – dengan demikian akan diperoleh kadar air rata-rata dari contoh tanah setelah dipadatkan
Perbandingan dengan ASTM
Percobaan ini dilakukan sesuai Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)
HASIL PRAKTIKUM
Data Hasil Praktikum ( terlampir )
3.2. Perhitungan
Menentukan Hubungan W - dry
Dimensi mould:
39% & 43%
D = 10,18 cm
Tinggi = 11,625 cm
Berat = 1,392 kg = 1392 gram
Volume = 946,19 cm2
35%& 47%
D = 10,21 cm
Tinggi = 11,851 cm
Berat = 1,692 kg = 1692 gram
Volume = 970,28 cm2
Menentukan kadar air
Sampel
Wcan (gram)
W(c+w) (gram)
W(c+d) (gram)
Wwater (gram)
Wdry (gram)
Wo
1
19,66
355,57
266,74
88,83
247,08
35,95 %
2
16,79
357,17
260,55
96,62
243,76
39,63 %
3
17,91
416,18
295,05
121,13
277,14
43,7 %
4
19,72
428,42
296,72
131,7
277
47,54 %
Menentukan kerapatan kering
Sampel
1
2
3
4
Assumed water content (%)
35
39
43
47
Water content (%)
35,95
39,63
43,7
47,54
Wt. of soil + mould (gram)
3104
2936
3018
3336
Wt. of mould (gram)
1692
1392
1392
1692
Wt. of soil in mould (gram)
1412
1544
1626
1644
Wet density (gr/cm3)
1455
1631
1718
1694
Dry density (gr/cm3)
1070
1168
1194
1148
Menghitung Garis 'Zero Air Void'
Sr = 100%
γwater = 1 gr/cm3
ZAV = Gs . γ w1+W.GsSr
(contoh sampel 1)
ZAV = Gs . γ w1+W.GsSr=2,79 . 11+ 0,3595 . 2,791=1,39 gram/cm3
Sampel
1
2
3
4
W (%)
35,95
39,63
43,7
47,54
Gs
2,79
2,79
2,79
2,79
ZAV
1,39
1,32
1,25
1,19
W = 5,5 lb = 2,49 kg
H = 12 inch = 30,48 cm
L = 3 layer
B = 25 kali
V = (946,19+970,28)/2= 958,235cm2
CE=W. H. L . BV
CE=2,49 . 30,48 . 3 . 25958,235=5,94 lb/ft2
ANALISA
Analisa Praktikum
Praktikum kali ini bertujuan untuk mencari nilai kerapatan kering (γdry) maksimum pada kadar air optimum (Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan. Praktikum compaction ini dilakukan dengan menggunakan tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 4 kantong dengan berat masing-masing 2 kg sebagai bahan praktikum. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini antara lain: Mould, lengkap dengan collar dan base plate, hammer seberat 10 lbs (dengan tinggi jatuh 18 inch), hydraulic extruder, pelat baja pemotong, gelas ukur, wadah untuk mencampur tanah dengan air, pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggu tanah, timbangan, oven, sampel tanah lolos saringan no. 4 ASTM sebanyak 4 kantong @ 2kg, dan jangka sorong
Persiapan dilakukan sehari sebelum praktikum dilakukan.Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 4 kantong dengan berat masing-masing 2 kg disiapkan. Kemudian dicari kadar air dari sampel-sampel tanah tersebut dengan menggabungkan tanah dari tiap-tiap kantong menjadi satu dan mengambil sebagian tanah untuk menjadi sampel untuk mencari kadar air keseluruhan tanah. Sebagian tanah tersebut diletakkan ke dalam can dan ditimbang. Kemudian sampel tanah dikembalikan ke dalam kantong masing-masing.Sehari setelahnya, can beserta sampel tanah diangkat dari oven dan ditimbang kembali. Dari data-data yang ada, maka didapat kadar air sampel tanah sebesar 33%.
Persiapan berikutnya adalah membuat variasi kadar air dari keempat sampel tanah di plastik yang disiapkan tadi dengan menambahkan sejumlah air. Kadar air yang diinginkan adalah 35%, 39%, 43%, dan 47%.Jumlah air yang ditambahkan dapat diketahui dengan menggunakan rumusyang ada pada modul.Setelah sejumlah air ditambahkan kepada setiap sampel, masing-masing sampel diperam selama 18-24 jam agar kandungan air merata.
Pada hari praktikum dilaksanakan, masing-masing kantong berisi sampel tanah disiapkan untuk dipadatkan secara bergantian. Langkah pertama adalah mengukur diameter dan tinggi mould yang akan digunakan untuk mengetahui volume mould. Kemudian mould juga ditimbang. Dalam pemadatan, tanah dipadatkan dalam 3 layer. Tanah diletakkan ke dalam mould sampai 1/3 dari mould. Untuk mengetahui tinggi dari layer, digunakan pelat besi untuk mengukur. Setelah itu dilakukan tumbukan dengan hammer sebanyak 25 kali, tumbukan dilakukan merata ke seluruh permukaan sampel tanah didalam mould. Langkah yang sama dilakukan pada layer kedua dan ketiga. Kemudian, permukaan tanah diratakan dengan pelat baja pemotong.Mould beserta tanah yang telah dipadatkan kemudian ditimbang sehingga dapat dicari berat tanah untuk mendapatkan berat isi tanah dalam keadaan basah.
Setelah mould dan tanah yang telah dipadatkan ditimbang, sampel tanah dikeluarkan dengan menggunakan alat hydraulic extruder.Tanah tersebut dibagi menjadi tiga bagian dengan mengasumsikan ketiga bagian tersebut adalah bagian dari masing-masing layer pada tanah yang dipadatkan. Kemudian diambil sebagian tanah dari masing-masing layer tersebut dan diletakkan di atas can yang telah ditimbang terlebih dahulu, kemudian tanah beserta can ditimbang dengan minimal berat 300 gr. Kemudian tanah beserta can dimasukkan ke dalam oven dan didiamkan selama ±18 jam.
Keesokan harinya, tanah beserta can dikeluarkan dari oven dan ditimbang sehingga didapat berat tanah + can dari tanah yang dipadatkan. Dari data tersebut dapat dicari kadar air dari tanah yang sebenarnya dari kadar air asumsi semula. Kemudian dapat dicari berat isi kering dari masing-masing sampel tanah.
Analisa Hasil
Keempat sampel tanah dihubungkan berdasarkan kadar air tanah setelah dipadatkan dan berat isi kering tanah masing-masing sampel tanah sehingga didapat grafik. Dari grafik tersebut diperoleh drymaksimum = 1196 gram/cm3 dan W optimum = 43%. Kemudian dilakukan perhitungan nilai Zero Air Void Line (ZAV) dan dibuat grafik hubungannya dengan kadar air 4 sampel tanah. Kemudian, kedua buah grafik dibandingkan.Dari grafik, kurva yang dihasilkan oleh kedua buah grafik tidak bersinggungan. Hal ini berarti kerapatan kering yang digambarkan grafik sampel tanah dengan kadar air optimum tidak melebihi kerapatan kering dari tanah dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.Selain itu dicari pula nilai Compactive Effort = CE sebesar 5,94 lb/ft2
Analisa Kesalahan
Kesalahan pada praktikum ini lebih banyak dilakukan oleh praktikan.Hal ini disebabkan oleh ketidaksanggupan praktikan dalam menggunakan alat-alat dengan benar.Beberapa kesalahan dalam praktikum ini antara lain:
Kemampuan praktikan yang berbeda-beda dalam melakukan praktikum. Praktikum ini dilakukan dengan jumlah praktikan yang banyak, tidak hanya satu, sedangkan kemampuan satu praktikan dan yang lainnya berbeda-beda sehingga hasil praktikum juga berbeda-beda.
Saat memasukkan atau mengeluarkan sampel beserta can ke dalam atau ke luar oven, ada beberapa butir tanah yang terjatuh sehingga mempengaruhi pada saat penimbangan dan perhitungan.
Kondisi alat dan bahan yang kurang baik, sehingga ketika pengambilan bahan praktikum dapat tidak tepat, misalnya ketika mengambil sampel tanah, can yang digunakan bolong-bolong sehingga ada beberapa butir tanah yang terjatuh.
Saat menghitung berat can + tanah yang telah di oven, ditakutkan berat kering dari alumunium pada can ikut berkurang juga sehingga mengurangi berat sampel tanah kering.
Saat pemadatan, permukaan tanah yang telah ditumbuk menggunakan hammer tidak sepenuhnya rata sehingga volume tanah pada mould tidak sama dengan volume mould.
Kesimpulan
Pemadatan (compaction) dilakukan untuk menentukan nilai kerapatan kering (dry) dan kadar air optimum (Woptimum) dari suatu sampel tanah.
Nilai kadar air optimum (Woptimum) pada praktikum ini adalah 43 %
Nilai kerapatan kering (dry) maksimum pada praktikum ini adalah 1196 gram/cm3
Referensi
Lambe T.W."Soil Testing For Engineers",John Willey and Sons, New York,1951.
Punmia B.C. "Soil Mechanic and Foundation" Standard Book House, Delhie, 1981.
Wesley L. D. "Mekanika Tanah", Badan Penerbit Pekerjaan Umum, 1977.
LAMPIRAN
Water content Vs Dry density & ZAV
Water content
Water content Vs ZAV
Water content
ZAV
Water content Vs Dry density
Water content, w %
Dry Density, γ gr/cm3
