MAKALAH GEOTEKNIK PENGUKURAN KEPADATAN TANAH DI LAPANGAN
Disusun oleh: Muzaki
21100114120006
Roni Alberto P
21100114120021 21100114120021
Bunga Bumi Heir Bintang
21100114120025 21100114120025
Yani Kusumastuti Kusumastuti
21100114120026 21100114120026
Winarni
21100114120027
Reza Afrizona Fauzih
21100114120029 21100114120029
Aaron Yosepho S
21100114140056 21100114140056
M. Taufik Maryudi
21100114140060 21100114140060
DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG SEPTEMBER 2017
PENGUKURAN KEPADATAN TANAH DI LAPANGAN A. Pengertian Pemadatan Tanah
Sebelum pembuatan pondasi dari suatu bangunan, pasti akan dilakukan timbunan pada daerah yang akan dijadikan pondasi. Tentunya menimbunnya dengan tanah. Pada pembuatan timbunan tanah untuk jalan raya, dam tanah, dan banyak struktur teknik lainnya, tanah yang lepas (renggang) haruslah dipadatkan untuk meningkatkan berat volumenya. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya dukung pondasi di atasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan dan meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankments). Dalam timbunan tanah itu terdapat pori-pori atau rongga udara. Jika di dalam tanah masih terdapat pori-pori atau rongga udara maka tanah itu belum cukup kuat untuk menahan beban dari bangunan yang ada di atasnya. Sehingga sangat berbahaya jika sebuah bangunan dibangun di atas tanah yang masih terdapat pori-pori atau rongga udaranya. Untuk mengatasi hal itu, maka dilakukanlah proses pemadatan sebelum membangun bangunan di atasnya. Setelah tanah ditimbun pada tempat yang akan dilakukan pembangunan, dilakukanlah proses pemadatan agar tanah lebih kuat, tidak mengalami pergeseran dan tidak mengalami perubahan volume. Pemadatan adalah peristiwa berkurangnya rongga udara yang menyebabkan butir-butir tanah merapat satu sama lain sebagai akibat dari beban dinamis. Menurut (Hardiyatmo:2004) tujuan pemadatan tanah antara lain : 1) Menaikkan kekuatan tanah. 2) Mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas). 3) Mengurangi hydraulic compressibility/permeabilitas. 4) Mengurangi potensi likuifaksi. 5) Mengontrol shrinkage dan swelling . 6) Menaikkan daya tanah terhadap erosi.
Pada
pekerjaan
teknik
sipil
pemadatan
tanah
tidak
boleh
ditinggalkan karena sangat penting dalam suatu proses pembangunan. Dengan dipadatkan, tanah akan stabil dan tidak mengalami perubahan volume. Sehingga bangunan yang ada di atasnya tidak mengalami pergeseran. Menurut (Hardiyatmo:2004) proses pemadatan tanah ada 2 macam : 1) Pemadatan tanah dengan metode Modify Proctor 2) Pemadatan tanah dengan metode Standard Proctor Sedangkan pengukuran kepadatan tanah di lapangan dapat dilakukan dengan beberapa metode diantaranya : 1) Sand Cone Method 2) Rubber Baloon Method 3) Nuclear Density Method
Gambar 1. Pengukuran Kepadatan di Lapangan
B. Sand Cone Method
Maksud : Metode ini dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam pelaksanaan pengujian kepadatan di lapangan dari suatu lapisan tanah.
Tujuan : Tujuan metode ini adalah memperoleh angka kepadatan lapangan (γd). Untuk menghitung nilai kepadata (berat isi kering) tanah di lapangan. Percobaan ini digunakan untuk menentukan nilai kepadatan tanah asli maupun tanah hasil suatu pekerjaan pemadatan, pada tanah kohesif maupun non kohesif.
Ruang lingkup : Metode pengujian ini meliputi persyaratan, ketentuan-ketentuan pengujian tanah yang mempunyai partikel berbutir tidak lebih dari 5 cm. Untuk sand cone method, getaran dari peralatan di sekelilingnya akan memadatkan pasir di dalam lubang, sehingga akan memberikan volume lubang yang lebih besar dan kepadatan lapangan yang rendah. Secara garis besar, Sand Cone Methode ini yaitu : ▫
Pasir kering berbutir deragam, jika masing – masing dibuat pelan pelan volumenya konstan k
▫
Jika beratnya diketahui maka volumenya dapat dihitung
▫
Tanah galian tidak ada yang boleh yang tercecer
▫
Kemudian timbang berta W dan periksa kadar airnya.
▫
Volume sampel sama dengan volume pasir yamg mengisi lubang diukur
Gambar 2. Pengujian dengan sand cone
Perhitungan : Rumus-rumus yang digunakan, sebagai berikut dibawah ini : Berat isi pasir menggunakan botol alat :
Isi botol = berat air = (W2 – W1) cm3 Berat isi pasir γs = (W3 – W1) / (W2 – W1) gram Dimana : W1 = berat botol + corong W2 = berat botol + corong + air W3 = berat botol + corong + pasir
Berat isi pasir menggunakan takaran :
Berat pasir dalam corong : (W4 – W5) gram Berat pasir dalam takaran + corong : (W11 – W12) Berat pasir dalam takaran : W13 = W11 – W12 – (W4 – W5) Berat isi pasir : γp = W13 / Vk dimana : W4 = berat botol + corong + pasir (secukupnya) W5= berat botol + corong + sisa pasir W11 = berat botol + corong + pasir (secukupnya) W12 = berat botol + corong + sisa pasir Vk = isi takaran
Kepadatan Tanah :
Berat pasir dalam lubang : (W6 – W7) – (W4 – W5) = W10 gram Isi lubang = Ve = W 10 / γ p Berat tanah = W8 – W9 gram
Contoh Perhitungan 1 : Berat isi pasir dengan botol alat :
Berat botol + corong
= W1
= 2260 gr
Berat botol + corong + air
= W2
= 5817,7 gr
Isi botol + corong kecil
= W2 – W1
Berat botol + corong + pasir = W3 Berat isi pasir
= 3557,7 gr = 7810 gr
= (W3-W1)/(W2-W1) = 1,56
Berat takaran pasir dengan takaran a. Berat pasir dalam corong
Berat botol + corong + pasir
= W4
= 7520 gr
Berat botol + corong + sisa pasir = W5
= 4375 gr
Berat pasir dalam corong
= 3145 gr
= W4 – W5
b. Berat pasir dalam takaran
Isi takaran
= Vk
= 2016 gr
Berat botol + corong + pasir
= W11 = 7400 gr
Berat botol + corong + sisa pasir = W12 = 1120 gr Berat pasir dalam takaran
= W13 = 3135 gr = W13/Vk = 3135
c. Berat isi pasir
Kepadatan tanah
Berat tanah + wadah
= W8 = 2025 gr
Berat wadah
= W9 = 145 gr
Berat tanah
= W9 – W9 = 1880 gr
Berat botol + corong + pasir
= W6 = 7250 gr
Berat botol + corong + sisa pasir
= W7 = 1890 gr
Berat pasir dalam tabung
= W10 = 2215 gr
Isi lubang
= Ve
= 1419,9
Berat isi tanah
= s = (W8-W9)/Ve = 1,32
Berat isi kering tanah
= s/(1+Wc) = 1,15 gr/cm 3
Contoh Perhitungan 2 : Berat botol + corong
= W1
= 1010 gr
Berat botol + corong + air
= W2
= 5755 gr
Botol + corong + air
= W3
= 9080 gr
Berat air
= W2 – W1
= 5755 – 1010 = 4745 gr
Berat pasir
= W3 – W1
= 9080 – 1010 = 8070 gr
Berat isi pasir
= (W3-W1)/(W2-W1) = 8070/4745 = 1,7 gr
Pasir dalam corong
Botol + pasir dalam botol
= W4
= 9080 gr
Berat pasir sisa + botol
= W5
= 8540 gr
Berat pasir dalam corong
= W4 – W5
= 540 gr
Kadar air
Berat cawan + tanah basah = W1 = 62,9 gr Cawan + tanah kering
= W2 = 50,24 gr
Cawan kosong
= W3 = 14,10 gr
Berat air
= W1 – W2
= 62,9 – 50,24 = 12,66 gr
Berat tanah kering
= W2 – W3
= 50,24 – 14,10 = 36,14 gr
Kadar air
=[(W1-W2)/(W2-W3)]*100% =(12,66/36,14)*100% = 35%
Berat alat + pasir
= W6 = 2660 gr
Berat tanah
= W7 = 3450 gr
Maka, dengan demikian diperoleh :
γ =
W W − W − W
=
3450 9080 − 2660 − 8540
= −1,627 gr/cm
C. Rubber Baloon Method
Maksud dan tujuan : Volume dari lubang tanah yang digali ditentukan dengan volume air yang mengisi balon karet tipis dan lentur. Balon ini akan mengembang mengisi
lubang tanah yang diuji. Kepadatan basah yang diuji di lapangan ditentukan dengan membagi massa tanah basah yang diambil dari hasil galian lubang dengan volume lubang. Kadar air kepadatan basah ditempat digunakan untuk menghitung kepadatn kering dan berat kering di lapangan. Untuk rubber balloon method , kesalahan juga pada penentuan volume lubang jika material timbunan mengandung kerikil atau batuan, sehingga dinding balon akan terhalang oleh kerikil atau batuan tersebut.
Gambar 3. Contoh pengujian pemadatan tanah dengan metode Rubber Balloon
Gambar 4. Gambar Contoh pengujian pemadatan tanah dengan metode Rubber
Balloon
Perhitungan : V = (M2 – M1) * Vw Dengan : V
: volume wadah atau cetakan (ml)
M2
: massa catakan atau wadah plat, kaca, air
M1
: massa cetakan atau wadah dan plat kaca
Vw
: volume air per gram berdasarkan temperatur (ml/g) Tabel 1. Perbandingan ukuran partikel maksimum dan volume lubang uji
minimum
Tabel 2. Perbandingan temperatur dan volume air
Kepadatan basah tanah di lapangan
Dengan : wet
= kepadatan basah di tempat (mg/m3)
Mwet
= massa tanah berkadar air yg dipindahkan dari lubang uji
(kg) Vh
= volume lubang uji (m 3)
Kepadatan kering di tempat terhadap tanah
Dengan : d
= berat isi kering di lapangan (kN/m3)
Pwet
= massa basah di lapangan (Mg/m3)
d
= kadar air tanah yang dipindahkan dari lubang uji
Hitung berat isi kering
Dengan : d
= berat isi kering di lapangan (kN/m3)
d
= kepadatan kering di lapangan (Mg/m3)
D. Nuclear Density Methode
Tujuan Dengan menghitung persentase partikel yang kembali ke sensor, alat ukur dapat dikalibrasi untuk mengukur kepadatan dan struktur bagian dalam bahan uji.
Prinsip kerja alat
Gambar 5. Alat pengukuran kepadatan tanah di lapangan ( Nuclear density tester)
Nuclear density gauge atau nuclear densi ty tester adalah alat yang digunakan dalam konstruksi sipil dan industri minyak bumi, serta untuk
keperluan pertambangan dan arkeologi. Alat ini terdiri dari sumber radiasi yang memancarkan sinar diarahkan partikel dan sensor yang menghitung partikel yang diterima yang baik tercermin dari materi tes atau melewatinya. Sinar (Y ) menembus kedalam tanah, jumlah sinar (Y d) diukur tergantung berat volume tanah basah. Knop 1 menghitung sedangkan knop 2 tergantung kadar airnya.
Gambar 6. Prinsip kerja nuclear density test
Cara Pengukuran a. Cara pemindahan tanah dilapangan 1. Digali lubang pada permukaan tanah yang dipadatkan 2. Ditentukan kadar airnya 3. Diukur volume tanah yang digali dari lubang yang dibuat 4. Tentukan berat volume keringnya 5. Bandingkan berat volume kering di lapangan dan berat volume kering maksimum. Kemudian hitung kepadatan relatif
b. cara penggunaan alat
Gambar 7. Bagian-bagian dari nuclear density meter
Perhitungan Nilai kepadatan lapangan diapat ditentukan dengan kepadatan relatif (kr), dengan rumus :
Sedangkan untuk tanah berbutir, kadang dinyatakan dengan kerapatan relatif (Dr)
DAFTAR PUSTAKA Setyo Budi, Gogot. Pengujian Tanah di Laboratorium. 2011. Graha Ilmu : Surabaya
