0 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Geologi Rekayasa & Mektan II

Tugas 1 Alat Pemadatan Tanah

Disusun oleh : BENGAWEN TANJUNG NANANG KURNIA WAHABSARJU

KATA PENGANTAR

Diawali dengan niat dan kesungguhan hati, kami membuat kumpulan daftar alat berat terutama

yang di tugaskan kepada kami adalah menyusun daftar alat untuk pemadatan tanah beserta

spesifikasinya, dan kami telah dapat untuk menyelesaikan tugas yang di berikan kepada kami.

Daftar ini di dapat dari sumber - sumber yang dapat di percaya mulai dari kumpulan buku bahkan

dari media internet yang kami rangkum, tujuan kliping ini kami buat bertujuan bukan hanya semata –

mata tugas yang di berikan kepada kami melainkan untuk mempermudah dan membantu bagi yang

belum mengetahui fungsi dan cara kerja alat tersebut.

Dan harapan kami kliping ini dapat bermanfaat dan berfungsi sebagaimana mestinya, demikian

dari kami akhiru kata saya ucapkan salam.

Jakarta, 25 Maret 2013

Penyusun

1 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

DAFTAR ISI

Cover ................................................................................ 0

Kata Pengantar ................................................................................ 1

Daftar Isi ................................................................................ 2

1. Alat Pemadatan Tanah ................................................................................ 32. Jenis Alat Pemadat ................................................................................ 5

a. Tamping roller ................................................................................ 6b. Modified tamping roller ................................................................................ 7c. Smooth-wheel roller ................................................................................ 8d. Pneumatic-tired roller ................................................................................ 9e. Vibrating compactor, termasuk tamping, smooth-wheel dan pneumatic f. Vibrating plate secara manual

g. Compactor manual

3. Kontrol Kepadatan Di Lapangan ................................................................... 114. Pemadatan Tanah Organik ................................................................... 145. Pemadatan Dalam (DEEP COMPACTION) ........................................................ 146. Perubahan Volume Akibat Pengembangan Tanah ............................................. 16

6.1 Kembang Susut Tanah Lempung ........................................................ 166.2 Uji Pengembangan ............................................................................... 17

7. Sumber - sumber ............................................................................... 18

1. ALAT PEMADATAN TANAH

2 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Tujuan pemadatan adalah untuk memperoleh stabilitas tanah dan memperbaiki sifat-sifat

teknisnya. Oleh karena itu, sifat teknis timbunan sangat penting di perhatikan, tidak hanya kadar air

dan berat volume keringnya.

Terdapat dua kategori spesifikasi untuk pekerjaan tanah :

1.Spesifikasi hasil akhir dari pemadatan

2.Spesifikasi untuk cara pemadatan

Untuk spesifikasi hasil akhir, kepadatan relative atau persen kepadatan tertentu di spesifikasikan

(Kepadatan Relatif : adalah nilai banding dari berat volume kering dilapangan dengan berat volume

kering maksimum dilaboratorium menurut percobaan standar, seperti Percobaan Standar Proctor atau

Modeifikasi Proctor). Dalam spesifikasi hasil akhir ( Banyak digunakan pada proyek-proyek jalan raya

dan pondasi bangunan).

Perlu diingat bahwa memadatkan tanah pada sisi basah optimum (wet side of optimum), umumnya menghasilkan kuat geser tanah hasil pemadatan lebih rendah bila dibandingkan dengan

kadar air pada sisi kering optimum (dry side of optimum), Sifat-sifat tanah yang lain seperti

permeabilitas dan potensi kembang susut juga dipengaruhi oleh kadar air saat pemadatan. Karena itu,

selain persen kepadatan ditentukan, rentang kadar air tanah yang akan dipadatkan sebaiknya juga

ditentukan.

Untuk spesifikasi cara pemadatan, macam dan berat mesin pemadat, jumlah lintasan serta

ketebalan setiap lapisan juga ditentukan. Hal ini banyak dipakai untuk proyek pengerjaan tanah yang

besar seperti bendungan.

Pemadatan tanah merupakan proses untuk mengurangi adanya rongga antar-partikel tanah

sehingga volume tanah menjadi lebih kecil. Pada umumnya proses ini dilakukan oleh alat pemadat

khusus yang berupa roller. Akan tetapi, dengan adanya lalu lintas di atas suatu permukaan maka

secara tidak langsung material dipermukaan tersebut menjadi lebih padat, apalagi jika yang melewati

permukaan tersebut adalah alat berat. Roda crawler pada alat berat memberikan tekanan terhadap

permukaan tanah yang cukup besar, demikian juga roda ban. Dapat ditarik suatu kesimpulan dari

pengalaman yang ada bahwa alat-alat berat yang melewati proyek telah memberikan kontribusi sekitar

75% terhadap kepadatan yang diinginkan.

Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi proses pemadatan yaitu berikut ini.

1. Gradasi material yang akan dipadatkan

2. Kadar air dari material (moisture content)

3 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

3. Usaha pemadatan (compactive effort)

Pemadatan juga dilakukan dengan memberikan getaran, khususnya pada partikel-partikel yang

kering dan seragam. Sedangkan pada jenis material yang liat dan banyak mengandung air, pemadatan

dilakukan dengan memberikan tekanan diatasnya. Pada kebanyakan tanah yang mengandung partikel

halus dan sedikit lembab, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekanan dengan berat yang tetap

(static weight), getaran (vibrating) atau keduanya.

2. JENIS ALAT PEMADATJenis alat berat yang umum dipakai didalam proyek konstruksi terdiri atas tujuh jenis yang

pemakaiannya tergantung dari kebutuhan jenis-jenis tersebut adalah berikut ini.

a. Tamping rollerb. Modified tamping roller

4 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

c. Smooth-wheel rollerd. Pneumatic-tired rollere. Vibrating compactor, termasuk tamping, smooth-wheel dan pneumaticf. Vibrating plate secara manual

g. Compactor manual

Sedangkan energi yang diberikan oleh alat terhadap permukaan tanah adalah dengan metode

sebagai berikut.

a. Kneeding atau peremasan

Tanah diremas oleh gigi pada roda sehingga udara dan air yang terdapat diantara partikel material

dapat dikeluarkan.

b. Static weight atau pemberat

Permukaan tanah ditekan oleh suatu berat tertentu secara perlahan-lahan.

c. Vibration atau getaran

Tanah dibawah alat pemadat diberikan getaran yang berasal dari alat tersebut sehingga partikel

tanah yang kecil dapat masuk diantara partikel-partikel yang lebih besar untuk mengisi rongga yang

ada.

d. Impact atau tumbukan

Proses yang dilakukan dengan metode ini adalah dengan menjatuhkan benda dari suatu ketinggian.

Selain tanah menjadi lebih padat, dengan proses ini partikel tanah yang lebih besar menjadi pecah

sehingga butiran partikel menjadi seragam.

Tabel 1. Alat pemadat yang cocok untuk jenis tanah tertentu

Material Steel Wheel

Pneumatic Vibratory Tamping foot

Grid

Batuan 1 3 1 1 1

Kerikil, bersih atau berlumpur 1 2 1 1 1

Kerikil, berlempung 1 2 2 1 2

Pasir, bersih atau berlumpur 3 3 1 3 2

Pasir, berlempung 3 2 2 1 3

5 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Lempung, berpasir atau

berlumpur

3 1 2 1 3

Lempung, berat 3 1 2 1 3

Keterangan :

1 = direkomendasikan

2 = dapat dipakai

3 = kurang direkomendasikan

(Sumber : Construction Methods and Management, 1998)

a. Tamping Roller

Yang disebut dengan tamping roller adalah alat pemadat yang berupa sheep’s foot roller. Tamping roller ada yang dapat bergerak sendiri maupun ditarik oleh alat lain dalam melakukan

pekerjaannya. Jenis alat pemadat ini mempunyai roda baja yang permukaannya terdapat gigi-gigi.

Setiap roller atau rodanya mempunyai lebar dan keliling yang bervariasi. Setiap unit alat pemadat ini

terdiri dari satu atau lebih roda. Metode pemadatan yang digunakan oleh alat ini adalah kneading action atau peremasan. Dengan pemadatan metode ini permukaan tanah diharapkan dapat dilalui

tanpa mengalami banyak hambatan. Jika permukaan tanah tidak sesuai dengan apa yang ingin

dicapai, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa roller yang digunakan terlalu berat atau tanah terlalu

lembek untuk dipadatkan dengan metode ini. Tamping roller baik digunakan untuk jenis tanah lempung

berpasir dengan kedalaman efektif pemadatan sekitar 15 sampai 25 cm. Pada penggilas ini, 40% dari

luas keseluruhan tanah yang tertutup roda tertekan. Tekanan kontak pada tanah berkisar diantara 1400

sampai 8400 kPa bergantung pada ukuran roda dan pengisian air pada drum.

6 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Gambar 1 : Tamping roller

b. Modified tamping roller/ Grid roller

Sering disebut juga sebagai grid roller yang dapat memadatkan sampai 40% area dengan

tekanan roda 1400 sampai 6200 kPa. Dengan memberikan pemberat berupa balok beton, tekanan

yang diberikan alat pada tanah menjadi lebih besar. Jika tanah mengandung batuan, grid roller yang

diberi pemberat dapat membantu alat untuk memecahkan batuan sehingga permukaan tanah relatif

lebih rata.

7 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Gambar 2 : Grid roller

c. Smooth-wheel Roller

Jenis pemadat tipe ini dibagi berdasarkan tipe dan beratnya. Berat alat pemadat ini ditentukan

dalam ton. Kadang-kadang berat alat ini ditingkatkan dengan cara diberi pemberat dari air atau pasir.

Jika spesifikasi sebuah alat adalah 8 - 14 ton maka berat alat tanpa pemberat adalah 8 ton dan berat

maksimum pemberat adalah 6 ton. Smooth-wheel roller sangat baik digunakan untuk memadatkan

material berbutir seperti pasir, kerikil, dan batuan pecah. Permukaan tanah yang telah dipadatkan

dengan tamping roller akan menjadi lebih licin dan rata jika dipadatkan dengan alat ini. Kedalaman

efektif lapisan yang dipadatkan dengan alat ini sekitar 10 cm sampai 20 cm. Penggilas roda halus

(Smooth wheel, Smooth drum roller) dapat memadatkan tanah 100% di bawah rodanya, dengan

tekanan kontak 380 kPa dan dapat digunakan hampir untuk semua jenis tanah.

8 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Gambar 3 : Smooth-wheel roller

d. Pneumatic-tired Roller

Umumnya alat ini digunakan untuk pemadatan aspal hotmix. Proses pemadatan alat ini

menggunakan gabungan antara metode kneading action dan static weight. Alat ini ada yang kecil

dengan jumlah as roda tandem dua buah yang terdiri dari empat sampai sembilan roda pada setiap

asnya. Roda belakang dan depan letaknya tidak sejajar, sehingga rongga antar roda dapat tetap

dipadatkan dengan roda belakang. Tekanan pada roda yang sangat besar serta berat dari alat yang

cukup besar membuat alat ini mampu memadatkan tanah sampai ke kedalaman yang lebih besar

daripada alat yang kecil. Alat pemadat yang kecil baik digunakan untuk memadatkan lapisan dengan

kedalaman berkisar antara 10 cm sampai 20 cm, sedangkan alat yang besar dapat mencapai

kedalaman 60 cm. Penggilas pneumatic atau penggilas roda karet dapat menggilas 80 % dari total

area yang tertutup oleh rodanya dan tekanan ban dapat mencapai 700 kPa. Seperti penggilas roda

halus, penggilas roda karet dapat digunakan pada tanah granuler dan kohesif pada timbunan jalan raya

atau pembangunan bendungan.

9 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Gambar 4: Pneumatic tire roller

3. KONTROL KEPADATAN DILAPANGAN

10 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Ada dua macam untuk mengontrol kepadatan tanah dilapangan, yaitu dengan pemindahan

tanah dan cara langsung.

Cara dengan pemindahan tanah :

1. Digali lubang pada permukaan tanah timbunan yang dipadatkan

2. Ditentukan kadar airnya

3. Diukur volume dari tanah yang digali. Cara yang biasa dipakai untuk ini adalah metode kerucut

pasir (Sand Cone), dan balon karet (rubber balon). Dalam cara kerucut pasir, pasir kering yang

telah diketahui berat volumenya dituangkan keluar lewat kerucut pengukuran kedlam lubang

permukaan tanah. Volume lubang dapat ditentukan dari berat pasir dialam lubang dan berat

volume keringnya. Dalam cara balon karet, volume ditentukan secara langsung dari

pengembangan balon yang mengisi lubang galian.

4. Dihitung berat volume basah.Karna berat dari tanah yang digali dapat ditentukan dan volumenya

telah diperoleh dari butir. Maka volume basah dapat ditentukan. Dengan kadar air yang telah

ditentuklan dalam labolatorium, berat volume kering dilapangan dapat ditentukan.

5. Bandingkan berat volume kering lapangan dengan berat volume kering maksimumnya, kemudian

kepadatan relatifnya.

11 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

12 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

4. PEMADATAN TANAH ORGANIK

13 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Adanya material organic didalam tanah cenderung mereduksi kekuatan tanah. Karena itu,tanah –

tanah yang mengandung bahan organic sebaiknya tidak dipakai sebagai bahan timbunan. Kadar

organic (Organik Conten) , OC ,didefinisikan oleh Franklin dkk.(1973) sebagi berikut :

OC = Kehilangan berat oleh pemanasan oven dari 1050

sampai 4000

Berat ker ing tan ah pada suhu 1050

Franklin dkk, melakukan penelitian dilaboratorium untuk meneliti pengaruh kandungan

organic pada karakteristik tanah yang dipadatkan.

5. PEMADATAN DALAM (DEEP COMPACTION)

a. Vibroflotation

Vibroflotation banyak dipakai untuk pemadatan tanah granular (pasir) yang tebal dan

longgar. Proses pemadatan dilakukan melalui vibroflot atau unit pengetar (Vibrating unit), dengan panjang lebih kurang 6 ft diameter 17 in.dan berat 4000 lb.Unit penggetar berupa beban

eksentris didalamnya dan dapat mengembangkan gaya-gaya sentrifugal. Alat ini pentrasi

kedalam tanah dengan kecepatan diantara 1 sampai 2 m/menit melalui semprotan air dan

penggetaran. Pada lokasi tertentu, vibroflot dapat melakukan penetrasi dengan kecepatan 5 – 8

per menit.

Proses Pemadatan Vibroflotation adalah sbb :

1. Vibroflot (Vibrating Unit), diurunkan dengan bantuan semprotan air dibagian bawahnya.

2. Akibat berat sendiri vibriflot ditambah dengan semprotan air yang menyebabkan kondisi

pembuburan (quik condition), tanah , maka tercipta lubang yang dapat dimasuki oleh vibroflot.

3. Tanah granuler (pasir), dimasukkan dari atas lubang (permukaan tanah). Air dari pintu

penyempot bawah dipindahkan ke bagian penyemprot atas vibroflot, Air ini mendorong tanah

urug (pasir), ke bawah lubang.

4. Vibroflot perlahan-lahan ditarik bertahap keatas pada tiap 30 cm dan dilakukan penggetaran

selama lebih kurang 30-60 detik pada tiap penarikan sambil dimasukkan taah uug pasir.

Proses ini memadatkan tanah sehingga membentuk kolom-kolom padat pada tingkat

kepadatan tanah yang diinginan.

Zone tanahyang dapat dipadatkan , bergantung pada macam vibroflotnya. Alat

vibroflotation dapat digunakan dalam tanh kohesif lunak dengan memasukkan kolom tanah

granuler untuk menaikkan kekuatan dan kekakuan tanah.

14 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

b. Pemadatan Dinamik

Pemadatan dinamik adalah suatau cara pemadatan dengan menjatuhkan beban berat

secara berulang-ulangdipermukaan tanah. Berat beban dari 8 samapai 35 ton, dan tinggi jatuh

variasi dari 7,5 sampai 30 m. tingkat kepadatan yang dapat dicapai bergantung kepada beberapa

faktor , seperti :

1. Berat beban (pemukul)

2. Tinggi jatuh beban

3. jarak titik jatuh pemberat

Leonard dkk, (1980) menyarankan persamaan kedalaman tanah yang dapat dipadatkan

(D) oleh pukulan sebagi berikut :

D =

12 √W h H

Chow dkk, (2000) menyarankan hubungan kedalaman lubang dan energi kejut (Impact Energy) pada tingkat energi jenuh. Tingkat enegi jenuh terjadi pada saat tambahan kedalaman

akibat tumbukan berikutnya tidak lebih dari 5% dari tumbukan awal. Jumlah tumbukan aeal yang

dibutuhkan untuk mencapai tingkat energi jenuh ini kira-kira 10-15 pukulan. Persamaan yang

disarankan oleh Chow dkk, (2000) adalah sebagai berikut :

De =

EB31 ,2 + 0 ,39 B

− 0 ,125 atau D =

EB5 + 0 ,075 EB

Dengan :

De = Kedalaman lubng (m)

EB = Eenrgi kejut per pukulan (t.m)

D = Untuk kedalaman tanah yang dipadatkan

6. PERUBAHAN VOLUME AKIBAT PENGEMBANGAN TANAH

6.1 Kembang Susut Tanah Lempung

15 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

Dengan:

D = Kedalaman yanag dapat dipadatkan (m)

Wh = Berat pemukul (ton)

H = Tinggi jatuh (m)

Tanah-tanah yang banyak mengandung lempung mengalami perubahan volume ketika

kadar air berubah. Pengurangan kadar air menyebabkan menyebabkan lempung menyusut, dan

sebliknya bila kadar air bertambah lempung mengembang. Drajat pengembangannya

bergantung pada beberapa faktor, seperti : tipe dan jumlah mineral lempung yang ada didalam

tanah, luas spesifik lempung , susunan tanah, konsentrasi garam dalam air pori, valensi kation,

sementasi, adanyan bahan-bahan organic dan sebagainya.

Pengembangan lempung adalh hasil dari bertambahnya tebal lapisan ion diffuse ketika

ada air. Ion-ion monovalent exchangeable sodium akan menyebabkan pengembangan yang

lebih besar dari pada ion-ion kalsium divalent.

Pengaruh susut pada tanah-tanah berbutir halus menjadi masalah penting dalam

masalah teknis. Retak akibat susut dapat muncul secara local,jika tekanan kapiler melampaui

kohesi atau kuat tarik tanah. Retak-retak ini, bagian dari makrostruktur lempung dan merupakan

zone lemah yang secara signifikan mereduksi kekuatan massa tanah secara keseluruhan,

sehingga dapat mempengaruhi stabilitas lereng lempung dan kapasitas dukung pondasi.

Pada umumnya pembangunan gedung dilaksanakan pada musim panas. Bangunan

yang menutup tanah mencegah penguapan sehingga tanah dibawah bangunan bartambah

kadar airnya oleh akibat kapiler yang menyababkan tanah lempung mengembang. Jika tekanan

yang ditahan oleh bangunan kurang dari tekanan pengembangan (swelling pressure), maka

permukaan tanah akan naik dan akibatnya bangunan yang ada diatasnya rusak.

Besar dan nilai tekanan pengembangan bergantung pada banyaknya mineral lempung

didalam tanah. Tanah dengan susunan random cenderung lebih mudah mengembang dari pada

tanah dengan susunan teratur. Kation-kation monovalent dalam lempung contohnya sodium montmorillonite akan mengembang lebih besar dari pada lempung divalent contohnya, kalsium montmorillonite.

6.2 Uji Pengembangan

Cara untuk menggambarkan sifat tanah ekspansif adalah poensi pengembangan (Swell

potential) yang umumnya diuji dengan pengembangan. Uji pengembangan umumnya dilakukan

16 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

pada cicin besi berbentuk selinder. Snethen (1984) menyarankan definisi potensi

pengembangan sebagai berikut :

Potensi pengembangan adalah keseimbangan perubahan volume vertical dengan

menggunakan alat tipe konsolidometer, dinyatakan dalam persen dari tinggi awal pada contoh

tak terganggu (undisturbed), dengan kadar air dan lepadatan dialam pada kedudukan jenuh di

bawah beban yang di ekivalen dengan tekanan overburden di tempat.

7. SUMBER - SUMBER

Kami Selaku penyusun berterima kasih kepada pihak – pihak terkait yang telah membantu kami

dalam menyusun dan mengumpulkan data – data yang di perlukan adapun sumber yang kami dapat

dari :

17 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r

1. Media Elektronik yaitu blog dan kumpulan makalah di internet

2. Media cetak yaitu sumber buku yang kami dapatkan

Demikian yang bisa kami sampaikan, bila ada salah dalam menyusun kliping ini dan masih

banyak kekurangannya kami mengucapkan mohon maaf, akhiru kata wasalam.

Hormat kami

penyusun

18 | T u g a s 1 _ S e m e s t e r 2 U n i v e r s i t a s M p u T a n t u l a r