Modul Mektan 2

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Modul Praktikum Hand Boring 1

07 Hand Boring

7.1. PENDAHULUAN

7.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :

Untuk memeriksa karakteristik tanah secara visual mengenai warna, ukuran butiran, dan jenis tanah.

Untuk mengambil contoh tanah undisturbed yang akan digunakan dalam praktikum selanjutnya.

7.1.2. Alat dan Bahan :

Auger Iwan 2 buah batang dan 1 buah kepala pemutar Batang pemegang Kunci Inggris Socket Tabung 2 buah Palu dan kepala pemukul Beberapa kantong plastik Lilin Oli

7.1.3. Teori Singkat

Dalam percobaan ini diambil contoh tanah terganggu (disturbed sample)

dan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed sample).

Disturbed sample adalah contoh tanah yang diambil tanpa ada usaha yang

dilakukan untuk melindungi struktur asli tanah tersebut. Undisturbed

sample adalah contoh tanah yang masih menunjukkan sifat asli tanah.

Contoh undisturbed ini secara ideal tidak mengalami perubahan struktur,

kadar air, dan susunan kimia. Contoh tanah yang benar-benar asli tidak



mungkin diperoleh, tetapi untuk pelaksanaan yang baik maka kerusakan

contoh dapat dibatasi sekecil mungkin.

Tabung yang dipakai untuk mengambil contoh tanah undisturbed harus

memenuhi ketentuan :

2 21 2

21

100% 10%D DD (7.1)

dimana :

D1 = diameter tabung bagian dalam

D2 = diameter tabung bagian luar

7.2. PROSEDUR PRAKTIKUM

7.2.1. Persiapan Praktikum :

a. Semua alat-alat praktikum disiapkan.

b. Menentukan titik pengeboran dan membersihkan permukaan tanah dari

rumput dan batuan.

7.2.2. Jalannya Praktikum :

a. Memasang auger Iwan pada batang bor dan diletakkan di titik bor.

b. Memutar bor searah jarum jam sambil dibebani. Batang bor

diusahakan tetap tegak lurus.

Gambar 7.1. Proses pembuatan lubang hand boring



c. Memasukkan auger Iwan sampai kedalaman 30 cm, lalu ambil contoh

tanah dan dimasukkan dalam kantong plastik.

Gambar 7.2. Proses pemasukan auger Iwan

d. Pada kedalaman 1 m auger Iwan diganti dengan socket dan tabung,

lalu pasang kepala pemukul dan dipukul dengan palu.

Gambar 7.3. Proses pemukulan tabung Hand Boring

e. Setelah tabung penuh, tabung diangkat kembali, dilepas, dan

kemudian kedua permukaan tabung ditutup dengan lilin. Contoh yang

didapat adalah contoh tanah tak terganggu.

f. Memasang kembali auger Iwan lalu meneruskan pemboran sampai

kedalaman 2 m.



g. Setelah sampai kedalaman 2 m, kembali auger Iwan diganti dengan

tabung dan socket untuk mengambil contoh tanah undisturbed yang

kedua.

7.3. HASIL PRAKTIKUM

Dari sampel tanah yang diambil, maka tanah secara visual dapat

diklasifikasikan sebagai berikut : (hanya contoh)

Kedalaman (m) Jenis Tanah Warna Uraian0,00 - 5,00 Lempung Kelanauan Cokelat Gelap Berbutir agak halus5,00 - 6,00 Lempung Kelanauan Cokelat Muda Berbutir agak kasar

7.4. KESIMPULAN

1. Hand Boring digunakan untuk mengetahui karakteristik tanah secara

visual.

2. Jenis tanah pada pemboran ini umumnya adalah silty clay (lempung

kelanauan) berwarna coklat.

3. Kesalahan yang terjadi umumnya karena :

Runtuhnya tanah akibat pemboran yang tidak tegak lurus. Pada pengambilan contoh tanah undisturbed, tabung dipukul

dengan palu sampai kedalaman yang melebihi panjang tabung

sehingga contoh tanah di dalamnya menjadi lebih padat.

7.5. REFERENSI

1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:

Prentice-Hall, Inc.

2. Bowles, Joseph E. 1989. Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah. Edisi

Kedua. trans. Johan K. Hainim. Jakarta: Erlangga.

3. Craig, R.F. 1994. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. trans. Budi Susilo S.

Jakarta: Erlangga.

7.6. LAMPIRAN



1. Contoh Profil Bor Log


Modul Praktikum Sondir 1

08 Sondir

8.1. PENDAHULUAN


Untuk mengetahui tahanan konus (end bearing) dan hambatan lekat tanah

pada kedalaman tertentu, sehingga dapat dihitung daya dukung tanahnya.


Alat Sondir (Hydraulic Dutch Penetrometer) Manometer 2 buah, berkapasitas 0 60 kg/cm2 dan 0 250 kg/cm2 Pipa sondir lengkap dengan pipa dalamnya Biconus standar dengan luas konus 10 cm2 dan luas mantel 150 cm2 Angkur 2 buah lengkap dengan penguncinya Besi kanal 4 buah Kunci Inggris Oli, kuas, lap, dan castrolie


Rumus yang digunakan :

( ) ( )Ft qt Fc qc Fm f

Ft qt Fc qcf

Fm

= + = (8.1)

dengan memasukkan nilai - nilai Fm, Ft, dan Fc akan didapat :

10 10110

11

qt qcfs

qt qcfs

==

(8.2)



dimana :

Ft = Fc = luas penampang bikonus (10 cm2)

qt = tekanan tanah total yang terbaca pada manometer akibat tekanan

konus dan friksi (kg/cm2)

qc = tekanan konus yang terbaca pada manometer (kg/cm2)

Fm = luas mantel bikonus (110 cm2)

Hambatan Pelekat (HP) :

HP l f= (8.3) dimana :

l = panjang lekatan = 20 cm (sondir ditekan tiap 20 cm)

Jumlah Hambatan Pelekat (JHP) :

JHP fi li= (8.4)



a. Dibuat lubang bujur sangkar dengan ukuran 30 cm sisinya dengan

kedalaman 20 cm atau sampai kedalaman dimana tidak dijumpai lagi

lapisan yang mengandung akar tanaman.

b. Angkur dipasang pada dua sisi dimana alat sondir akan ditempatkan.

Gambar 8.1. Proses pemasangan angkur (kiri) dan angkur yg telah

terpasang (kanan)



c. Mesin sondir diletakkan lalu dipasang baja kanal sebagai penahan agar

alat tidak terangkat atau goyang.

d. Kedua manometer diset nol.

e. Konus diperiksa, pipa sondir dan pipa dalamnya diberi oli agar lancar.


a. Konus dihubungkan dengan rangkaian pipa dan pipa dalamnya lalu

dipasang pada alat sondir.

Gambar 8.2. Proses pemasangan konus pada alat sondir

b. Alat sondir diputar secara manual sehingga menekan rangkaian konus

dan pipa menembus tanah sampai kedalaman 20 cm.

c. Alat dikunci dan dilakukan pembacaan pada manometer.

d. Bila pembacaan sudah mencapai nilai yang lebih besar dari 50 kg/cm2,

pembacaan dilakukan pada manometer besar dengan cara mengunci

manometer kecil dan membuka manometer besar, kemudian dilakukan

pembacaan kembali.

e. Pembacaan dihentikan bila nilai qc telah mencapai harga 250 kg/cm2.

8.3. PENGOLAHAN DATA

Contoh perhitungan data :

Untuk h = 20 cm; qc = 20 kg/cm2; qt = 38 kg/cm2 = = = 238 20 1,636 /11 11

qt qcfs kg cm



= = = 220 1,636 32,727 /HP l fs kg cm = + = 20 32,727 32,727 /JHP kg cm = = =

1,636100% 100% 8,182%

20fs

FRqc

Untuk h = 40 cm; qc = 34 kg/cm2; qt = 50 kg/cm2 = = = 250 34 1,455 /11 11

qt qcfs kg cm

= = = 220 1,455 29,091 /HP l fs kg cm = + = 232,727 29,091 61,818 /JHP kg cm = = =

1,455100% 100% 4,278%

34fs

FRqc

8.4. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum tanah dapat diklasifikasikan berdasarkan buku

Mekanika Tanah karangan Ir. V. Sunggono K. H. sebagai berikut :

Tabel 8.1. Klasifikasi tanah untuk hasil sondir (karangan Ir. V. Sunggono K.H.)

qc f Klasifikasi6 - 10 0,01 - 0,1 Lumpur, lempung sangat lunak

0,2 Pasir kelanauan lepas, pasir sangat lepas0,2 - 0,6 Lempung lembek, lempung kelanauan lembek

10 - 30 0,1 Kerikil lepas0,1 - 0,4 Pasir lepas0,4 - 0,8 Lempung atau lempung kelanauan0,8 - 2,0 Lempung agak kenyal

30 - 60 10 Pasir kelanauan, pasir agak padat10 - 30 Lempung kelanauan kenyal

60 - 150 10 Kerikil kepasiran lepas10 - 30 Pasir padat, pasir kelanauan/lempung padat

Kerikil kelempungan> 30 Lempung kekerikilan kenyal

150 - 300 10 - 20 Pasir padat, pasir kekerikilan padatPasir kasar, pasir kelanauan padat

Dari daftar ini dapat diperkirakan bahwa lapisan tanah pada percobaan

adalah:



Kedalaman, m : Jenis Tanah0 - 6 Lempung6 - 10 Lempung agak kenyal10 - 13 Lempung

13 - 15,60 Lempung agak kenyal

Kesalahan pada percobaan ini kemungkinan terjadi karena :

1. Kesalahan pada saat pembacaan manometer.

2. Penekanan batang sondir yang kurang tepat vertikal.

3. Penambahan kedalaman batang sondir tidak selalu tepat 20 cm.

8.5. REFERENSI


Prentice-Hall, Inc.

8.6. LAMPIRAN

1. Gambar alat bikonus

Gambar 8.3. Proses kerja bikonus pada alat sondir



2. Contoh Perhitungan Data Sondir


Modul Praktikum Triaksial 1

09 Triaxial Test

9.1. PENDAHULUAN


Untuk mengetahui sudut geser tanah () dan nilai kohesi (c) suatu tanah.


Unit mesin Triaxial Test Alat untuk memasang membran karet pada tanah uji Pompa penghisap Membran karet untuk membungkus tanah uji Kertas tissue Cetakan contoh tanah uji Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm Extruder Spatula Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr Can Oven


Konsolidasi adalah peristiwa penyusutan volume secara perlahan-lahan

pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat

pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus sampai

kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total

telah benar-benar hilang.

Kenaikan tekanan air pori menimbulkan gradien tekanan pada air pori

yang menyebabkan aliran transien (transien flow) air pori menuju batas



aliran bebas pada lapisan tanah. Aliran atau drainasi ini akan berlanjut

sampai tekanan air pori sama dengan suatu nilai yang dipengaruhi posisi

muka air tanah yang tunak. Nilai akhir ini disebut tekanan air pori kondisi

tunak (steady-state pore water pressure). Pada umumnya, nilai-nilai

tekanan air pori statik dan tunak akan sama, tetapi mungkin saja tekanan

air pori berlebihan (excess pore water pressure). Penurunan tekanan air

pori berlebihan ke kondisi tunak disebut dissipasi dan jika hal ini telah

seluruhnya terjadi, tanah dikatakan dalam keadaan terdrainasi (drained).

Sebelum terjadi dissipasi tekanan air pori berlebihan, tanah dikatakan

dalam kondisi tak terdrainasi (undrained).

Ada tiga macam Triaxial Test :

1. Unconsolidated Undrained Test

Pada percobaan ini air tidak diperbolehkan mengalir dari sampel tanah.

Tegangan air pori biasanya tidak diukur pada percobaan semacam ini.

Dengan demikian hanya kekuatan geser UNDRAINED (Undrained

Shear Strength) yang dapat ditentukan.

Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :

= + ( ) tanf f f

Tegangan Total c (9.1)

Pemakaian di dalam praktek lapangan meliputi keadaan akhir dari pada

konstruksi tanggul dan pondasi dari tanggul, pondasi tiang dan telapak

pada tanah yang normally consolidated. Pada keadaan ini kondisi

kritikal disain segera setelah adanya muatan (pada akhir konstruksi)

tekanan air pori besar sekali, tetapi belum terjadi konsolidasi. Setelah

konsolidasi mulai terjadi, void ratio dan isi air berkurang, sedangkan

tekanan bertambah, jadi tanggul atau pondasi bertambah aman,

dengan kata lain terjadi tegangan efektif.



Pemakaian di dalam praktek adalah sbb:

Gambar 9.1. Tanggul dibangun secara cepat di atas lapisan tanah liat.

Gambar 9.2. Dam/waduk yang dibangun secara cepat tanpa ada

perubahan jumlah air pada inti tanah.

Gambar 9.3. Pondasi ditempatkan secara cepat di atas lapisan tanah.

2. Consolidated Undrained Test

Pada percobaan ini sampel tanah diberikan tegangan normal dan air

diperbolehkan mengalir dari sampel. Tegangan normal ini bekerja

sampai konsolidasi selesai, yaitu sampai tidak terjadi lagi perubahan

pada isi sampel tanah. Kemudian jalan air dari sampel ditutup dan

sampel diberikan tegangan geser secara undrained (tertutup).

Tegangan normal masih tetap bekerja, biasanya tegangan air pori

diukur selama tegangan geser diberikan.

Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :

= + ( ) ( - ) tan Tegangan total c (9.2)

f = in-situ undrained shear strength Soft Clay

total

f

f = undrained shear strength pada pemadatan inti tanah liat

Inti

f

qult = beban yang bekerja adalah fungsi dari qult



in-situ undrained shear strength dari tanah pada lereng sebelum dibuat timbunan

Tim-bunan

f


Gambar 9.4. Tanggul yang ditinggikan (2), disini konsolidasi sudah

terjadi di bawah lapisan (1).

Gambar 9.5. Akibat penurunan permukaan air tiba-tiba dari (1) ke (2) pada inti tanah masih terdapat tegangan air pori. Dan tidak terjadi

pengaliran air keluar dari inti.

Gambar 9.6. Pembuatan tanggul yang cepat pada lereng.

3. Drained Test

Pada percobaan ini sampel tanah diberi tegangan normal dan air

diperbolehkan mengalir sampai konsolidasi selesai. Kemudian

tegangan geser diberikan dengan kata lain pergeseran dilakukan

secara drained (terbuka). Untuk menjaga tekanan air pori tetap nol,

maka kecepatan percobaan harus lambat (dalam hal ini juga

tergantung koefisien permeability).

Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah:

= + ( ) tan Tegangan total c (9.3)

= in-situ undrainasi shear strength setelah terjadi konsolidasi di bawah lapisan (1)

[1]

f

[2]

dari inti yang bersamaan dengan konsolidasi menurut rembesan air sebelumnya dan penurunan air.

Inti

f f



drained shear strength dari inti

Inti

f


Gambar 9.7. Tanggul yang dibangun secara lambat (lapis demi lapis) di atas lapisan tanah liat.

Gambar 9.8. Waduk/Dam dengan rembesan air tetap.

Gambar 9.9. Penggalian atau lereng tanah liat, dimana pada lapisan telah terjadi konsolidasi.

Pada percobaan, yang akan dilakukan adalah Unconsolidated

Undrained. Rumus-rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

1 3

0

0

.

.

1

k MAk M deviator stressA

AA

LL

= +

= =

= =

(9.4)

dimana:

1 = Tegangan vertikal yang diberikan. 3 = Tegangan horizontal.

= in-situ undrained shear strength Soft Clay

in-situ drained shear strength



k = Kaliberasi dari proving ring.

Ao = Luas sampel tanah awal.

L = Perubahan panjang sampel awal.

Lo = Panjang sampel tanah awal.

M = Pembacaan proving ring maksimum.

Dengan Diagram Mohr, hubungan sudut geser tanah, tegangan, dan

gaya geser dapat digambarkan:

( ) ( )( )

1 3 1 3

1 3

cos 22 2

sin 22

n

n

+ = +=

(9.5)

Gambar 9.10. Diagram mohr untuk mencari nilai kohesi (c) dan sudut geser ().

Dari percobaan Triaxial ini diketahui tiga jenis keruntuhan dari tanah uji,

sbb:

1. General Shear Failure

Penambahan beban pada pondasi diikuti oleh penurunan pondasi

tersebut. Pada pembebanan mencapai qu maka terjadi keruntuhan tiba-

tiba yang diikuti oleh perluasan keruntuhan permukaan sampai ke

bawah permukaan.



Gambar 9.11. Grafik hubungan q vs settlement, terlihat puncak yang jelas.

2. Local Shear Failure

Pada keadaan lain jika pondasi masih dapat memikul beban setelah

tercapai qu, walaupun terjadi penurunan permukaan tiba-tiba. Pada

grafik hubungan q vs settlement tidak terlihat puncak yang jelas.

Gambar 9.12. Grafik hubungan q vs settlement, tidak terlihat puncak yang jelas.

3. Punching Shear Failure

Pada pondasi yang didukung oleh tanah yang agak lepas setelah

tercapainya qu, maka grafik hubungan q vs settlement bisa

digambarkan mendekati linear.



Gambar 9.13. Grafik hubungan q vs settlement, mendekati linear.



a. Mengeluarkan sampel tanah undisturbed dari tabung dan

memasukkannya ke dalam cetakan silinder uji (dengan menggunakan

extruder mekanis) dan potong dengan gergaji kawat.

Gambar 9.14. Proses pencetakan sampel uji undisturbed.

b. Ratakan kedua ujung sampel tanah di dalam silinder uji dengan

menggunakan spatula. Kemudian keluarkan sampel uji dari silinder uji

dengan extruder manual.



Gambar 9.15. Proses pengeluaran sampel uji dari silinder uji (kiri) dan

sampel uji yang telah jadi (kanan).

c. Ukur dimensi sampel tanah (L = 2-3 D ).

d. Timbang berat awal sampel tanah tersebut.

Gambar 9.16. Proses penimbangan sampel uji setelah dicetak.


a. Memasang membran karet pada sampel dengan menggunakan alat

pemasang :

Memasang membran karet pada dinding alat tersebut. Menghisap udara yang ada di antara membran dan dinding alat

dengan pompa hisap.

Memasukkan sampel tanah ke dalam alat pemasang tersebut.



Melepaskan sampel tanah dari alat tersebut sehingga sampel terbungkus membran.

Gambar 9.17. Sampel uji yang telah terpasang membran karet.

b. Memasukkan sampel tanah dan batu pori ke dalam sel Triaxial, dan

menutupnya dengan rapat.

Gambar 9.18. Proses pemasangan sampel uji ke alat triaksial.

c. Memasang sel triaksial pada unit mesin Triaxial

d. Mengatur kecepatan penurunan 1 2 % dari ketinggian sampel.

e. Mengisi sel Triaxial dengan gliserin sampai penuh dengan memberi

tekanan pada tabumg tersebut. Pada saat gliserin hampir memenuhi

tabung, udara yang ada di dalam tabung dikeluarkan agar gliserin



dapat memenuhi sel. Fungsi gliserin ini adalah untuk menjaga

tegangan 3 dapat merata ke seluruh permukaan sel dan besarnya dapat dibaca pada manometer.

Untuk percobaan ini diberikan harga:

3 = 0.50 kg/cm2 3 = 0.75 kg/cm2 3 = 1.00 kg/cm2

dengan kedalam sampel tanah = 2.00 m

Gambar 9.19. Proses pengisian sel triaksial dengan gliserin / air.

f. Melakukan penekanan pada sampel tanah dari atas (vertikal).

g. Melakukan pembacaan Load Dial setiap penurunan dial bertambah 0.02

inch atau 0.025 mm.

h. Setelah selesai, sampel uji dimasukkan ke oven untuk mencari kadar

air.


9.3.1. Data dan tabel hasil perhitungan terlampir

9.3.2. Contoh perhitungan :

Sampel No.1 dengan kedalaman asal tanah 1.0 m 1.5 m :

Data :

31 = 0.4 kg/cm2

Tinggi sampel (L0)= 7.23 cm



Diameter sampel (D) = 3.55 cm

A0 = ..D2 = 9.89 cm2 LRC = 0.15 kg/cm2

Contoh perhitungan :

Pembacaan dial deformasi 0.025 mm Pembacaan dial pembebanan (M) = 21 Unit strain () = L/L0 = (0.025)/(7.23) = 0.0034602 Area correction factor = (1- ) = 1-( 0.0034602) = 0.9965398 cm2 Correct area :

20 9.89' 9.92731311 0.9965398AA cm= = =

Dari diagram Mohr didapat : 1 = (1-3) + 3

1 = + 3 Diambil harga yang maksimum M = 85.00 ; diperoleh c = 32,87, dan = 31,51o maka :

31.5145 45 60.762 2 = + = + =

Mencari n dan n : + = +

+ = += 2

1 3 1 3cos2

2 21.649 0.40 1.649 0.40

cos(121.52)2 2

0.6810 /

n

kg cm

( )( ) =

== 2

1 3sin2

21.649 0.4

sin(121.52)2

0.5324 /

n

kg cm

9.4. KESIMPULAN

1. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan:

Sudut geser tanah () = 31,51o



Nilai kohesi tanah (c) = 32,87 kPa. Dari pengamatan grafik hubungan q vs settlement, sampel tanah

termasuk dalam jenis keruntuhan geser lokal (Local Shear Failure).

2. Sumber kesalahan:

Pemotongan permukaan kedua ujung sampel di dalam silinder besi tidak rata.

Kekurangtelitian pada saat menimbang sampel tanah. Membran yang digunakan tidak berfungsi dengan baik. Kekurangtelitian pada saat pembacaan load dial.

9.5. REFERENSI


Prentice-Hall, Inc.



9.6. LAMPIRAN

1. Contoh Perhitungan Data Triaksial

Gambar 9.20. Data tiap sampel triaksial.



Gambar 9.21. Pengolahan data sampel triaksial no.1



Gambar 9.24. Grafik keruntuhan dan Grafik Mohr dari uji Triaksial.


Modul Praktikum Konsolidasi 1

10 Konsolidasi

10.1. PENDAHULUAN


Menentukan koefisien pemampatan / Compression Index (CC). Mencari tegangan Pre-Consolidated (PC), untuk mengetahui kondisi

tanah dalam keadaan Normally Consolidated atau Over Consolidated .

Menentukan koefisien konsolidasi (CV), yang menjelaskan tingkat kompresi primer tanah.

Menentukan koefisien tekanan sekunder (C) yang menjelaskan koefisien rangkak (creep) dari suatu tanah.


Consolidation loading device Consolidation cell Ring Konsolidasi Beban (1; 2; 4; 8; 16; 32 kg) Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm Gergaji kawat dan spatula Vaseline, kertas pori, dan batu Porous, Oven pengering Dial dengan akurasi 0,002 mm Stopwatch Extruder Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr Can




Konsolidasi adalah peristiwa penyusutan volume secara perlahan-lahan

pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat

pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus sampai

kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total

telah benar-benar hilang.

Penurunan konsolidasi adalah perpindahan vertikal permukaan tanah

sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses

konsolidasi.

Perkembangan konsolidasi di lapangan dapat diketahui dengan

menggunakan alat piezometer yang dapat mencatat perubahan air pori

terhadap waktu.

Gambar 10.1. Alat konsolidasi





a. Ring konsolidometer dibersihkan dan diolesi vaseline diseluruh

permukaan bagian dalam, kemudian dimensi (D dan h0) dan massa-

nya (Wring) diukur dengan jangka sorong dan timbangan.

Gambar 10.2. Pengolesan vaseline ke silinder ring (kiri),

pengukuran diameter ring konsolidasi (kanan), dan pengukuran

tinggi ring konsolidasi (bawah).

b. Sampel tanah dikeluarkan dengan menggunakan extruder dan

dimasukkan ke dalam ring dan diratakan permukaannya dengan

spatula. Kemudian ditimbang beratnya (Ww0).



Gambar 10.3. Tanah dikeluarkan dari tabung dengan extruder (kiri),

proses perataan permukaan ring (kanan), dan penimbangan berat

basah sampel tanah untuk mencari kadar air (bawah).


a. Susun modul ke dalam sel konsolidasi dengan urutan dari bawah :

Batu pourous Kertas pori Sampel tanah dalam ring Kertas pori Batu porous Silinder tembaga yang berfungsi meratakan beban Penahan dengan 3 mur



Gambar 10.4. Kertas pori dan batu porous (kiri) dan sample tanah

dalam ring konsolidasi (kanan)

Gambar 10.5. Silinder tembaga (kiri) dan 3 mur penahan (kanan)

b. Berikan air sampai permukaan silinder tembaga tergenang, kemudian

set dial menjadi nol sebelum beban ditambahkan; sedangkan lengan

beban masih ditahan baut penyeimbang.



Gambar 10.6. Pemberian air hingga permukaan silinder tembaga

terendam (kiri) dan pengesetan dial (kanan)

c. Diberikan pembebanan konstan sebesar 1 kg dengan interval waktu

0, 6, 15, 30, 60, 120, 240, 480, dan 24 jam. Dan masing-

masing pembacaan pada dial dicatat.

d. Percobaan diulangi untuk pembebanan 2; 4; 8; 16 dan 32 kg dengan

interval waktu 24 jam. Dan masing-masing pembacaan pada dial

dicatat.

e. Dilakukan proses unloading yaitu menurunkan beban secara bertahap

dari 32; 16; 8; 4; 2; dan 1 kg. Mencatat nilai unloading sebelum

beban diturunkan.

Gambar 10.7. Proses loading (kiri) dan pembacaan dial untuk setiap

waktu (kanan)



f. Tanah dikeluarkan dari sel konsolidometer dan ring berikut sampel

tanah kemudian ditimbang dan dimasukkan ke dalam oven untuk

mendapatkan berat kering sampel (Wd) sehingga dapat ditentukan

kadar airnya.


10.3.1. Data Pengamatan dan Perhitungan (terlampir)

10.3.2. Contoh Perhitungan

a. Menentukan harga t90

Gambar 10.8. Grafik penurunan vs akar waktu penurunan, untuk

menentukan t90.

Langkah-langkah dalam menentukan t90 ialah:

1. Buat grafik penurunan vs akar waktu penurunan.

2. Tarik garis singgung pada kurva di daerah penurunan awal dan

cari titik potong dengan sumbu akar waktu sebesar 1,15 kali

absis titik potong pertama tadi untuk dihubungkan dengan titik

potong antara perpanjangan garis terakhir dengan kurva itulah

yang dinamakan t90.

b. Menentukan Koefisien Konsolidasi (CV)

Rumus yang digunakan adalah :

2

90

0,848

12 2ring

HCvt

HH half averageload height H

= = =

(10.1)

t (menit)

Penurunan (cm)

x

1.15x

t x

Menurut Taylor Nilai t x yang didapatkan kemudian dikuadratkan untuk mendapatkan nilai t90

Susut

H

H KondisiAwal



Menentukan tegangan pre-consolidation (PC) Langkah pengerjaan :

1. Sketsa grafik angka pori vs tegangan

2. Buat garis dari titik 0 ke titik 32 (grs 1).

3. Buat garis sejajar thd garis 1 dan bersinggungan dgn titik

lengkung (grs 2).

4. Buat garis horisontal thd titik p (grs 3).

5. Tarik garis melalui titik 16 dan 32 (grs 4).

6. Buat garis yang membagi sudut antara garis 2 dan 3 sama besar

(1=2) (grs 5). 7. Titik perpotongan garis 4 dgn garis 5 kita tarik lurus ke atas dan

didapatkan nilai Pc.

Gambar 10.9. Grafik angka pori vs tegangan, untuk mencari

tegangan PC.

c. Menentukan harga Compression Index (CC)

Rumus yang digunakan adalah :

Grs 2

Grs 1

Grs 3

Grs 4

Grs 5

1

2

Pressure (kg/cm2) dlm log

Void Ratio, e

Pc

e2

e1

16

32

0

p



( )2 11 21 2

21 2

log log:

,16 32

, ( / )

e eCcp p

keterangane e angka pori dari grafik pressurevs void ratio

diambil titik dan utk memudahkan perhitunganp p tekanan kg cm

=

= ==

(10.2)

Untuk mencari harga Recompression Index (CR) :

Rumus sama dengan CC namun, nilai e0 dan ec diambil pada titik 0 dan 2.

Data Percobaan Awal :

1. Diameter ring (D) ............................ cm

2. Luas ring (A) ............................ cm2

3. Tinggi ring (Ht) ............................ cm

4. Tinggi sampel (Hi) ............................ cm

5. Harga Spesivic Gravity (Gs) ............................

6. Berat (tanah + ring) awal ............................ gr

7. Berat ring ............................ gr

8. Berat tanah basah (Wt) (6) (7) gr

9. Kadar air awal (Wi) 100%tan kerBerat air

Berat ah ing %

10. Berat kering tanah (Ws) ............................ gr

11. Berat tanah kering oven (Ws) ............................ gr

12. Tinggi tanah awal (H0) ............................ cm



13. Beda tinggi (Hv) Hi H0 cm

14. Derajat saturasi (Si) Wt WsHv A

15. Void ratio (e0) 0

HvH

Data Percobaan Akhir :

16. Pembacaan awal ............................ cm

17. Pembacaan akhir ............................ cm

18. Bedaan tinggi (16) (17) cm

19. Tinggi sampel akhir (Hvf) (13) (18) cm

20. Void ratio akhir (ef) 0

HvfH

21. Kadar air akhir (Wf) 100%S

Berat airW

%

22. Po Wt H

Hi A

kg/cm2

23. Beda tinggi (H) ............................ cm

24. Beda void ratio (e) 0

HH

25. Void ratio (e) e0 - e

10.4. KESIMPULAN

1. Dari hasil percobaan didapatkan :

Harga tegangan Pre-Consolidated : o PC = kg/cm2 o P0 = kg/cm2 o Over Consolidated Ratio (OCR) = PC/P0 = 0,1 < 1 Maka sampel tanah yang diuji dalam keadaan Under Consolidated



Harga Compression Index (CC) : o CC Laboratorium = 0,13

2. Hal-hal yang mempengaruhi keakuratan hasil percobaan :

Kondisi sampel tanah yang akan diuji tidak dapat dipastikan dalam keadaan undisturbed.

Kecermatan dalam pembacaan dial, pengukuran dimensi, dan penimbangan.

Sensitivitas dial dapat mempengaruhi pembacaan dial akibat adanya goncangan, dsb.

10.5. REFERENSI


Prentice-Hall, Inc.

10.6. LAMPIRAN



1. Contoh Perhitungan Data Konsolidasi

Gambar 10.10. Data sampel konsolidasi.



Gambar 10.11. Data pembacaan sampel konsolidasi tiap tahap pembebanan.

Gambar 10.12. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 1 kg.




Gambar 10.18. Data perhitungan untuk mencari t90 dan Cv.



Gambar 10.19. Grafik konsolidasi yang dapat digunakan untuk mencari Pc.


Modul Praktikum Direct Shear 1

11 Direct Shear Test

11.1. PENDAHULUAN


Untuk mengetahui nilai kohesi (c) dan sudut geser () pada suatu tanah


Alat Direct Shear Test dan Shear Box Beban dengan berat 5 25 kg 2 Dial gauge untuk vertical dan horizontal displacement Specimen cutter untuk memotong sampel tanah kohesif Tamper untuk memadatkan tanah yang cohesionless Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm Stopwatch Can Oven


Kekuatan geser dapat diukur langsung dengan pemberian beban konstan

vertikal (normal) pada sampel dan pemberian gaya geser tertentu

dengan kecepatan konstan dan perlahan-lahan untuk menjaga tegangan

air pori tetap nol hingga tercapai kekuatan geser maksimum.

Tegangan normal didapat dengan pembagian besarnya gaya normal

dengan luas permukaan bidang geser atau S = P/A.



Tegangan geser didapat dengan menghitung gaya geser (G) yang

didapat dari pembacaan maksimum load ring dial setelah dikalikan

dengan nilai kalibrasi prooving ring (LRC).

.. (11.1)

Dari beberapa buku referensi menyatakan harga kohesi pasir (c) = 0,

dan harga sudut geser pasir () berkisar : 280 480.

Tabel 11.1. Tabel harga kohesi untuk beberapa jenis pasir

UU CDLoose Dry 28 - 34 -Loose Saturated 28 - 34 -Dense Dry 35 - 46 43 - 50Dense Saturated 1 - 2 43 - 50

Type of TestSoil (sand)



a. Ukur diameter lingkar dalam Shear Box.

Gambar 11.1. Diameter lingkar dalam shear box yang harus diukur.

b. Seimbangkan sistem counterweight sehingga mampu memberikan

gaya normal terhadap shear box.

T = G / A G = M x LRC

LRC = 0,15 kg/div



Gambar 11.2. Alat Direct Shear yang sistem counterweight-nya telah

seimbang.

c. Timbang penutup Shear Box + bola + can.

Gambar 11.3. Penimbangan shear box + bola + can.

d. Sediakan pasir secukupnya dan dibersihkan dari kotoran maupun

kerikil menggunakan saringan no.18

e. Ambil sedikit pasir, timbang dan masukkan oven untuk mencari kadar

air pasir.


a. Pasir dimasukkan ke dalam Shear Box kira-kira 3/4 bagian dengan

mengunci Shear Box terlebih dahulu agar tidak dapat bergerak.



b. Permukaan pasir diratakan dengan spatula lalu ditutup dengan

penutup shear box dan bola.

c. Diberikan beban sebesar 5 kg, lalu kunci shear box dibuka.

d. Set horizontal dial dan load ring dial menjadi nol.

e. Shear box diberikan gaya geser dengan kecepatan 1 mm/menit.

Gambar 11.4. Proses pemberian gaya geser pada shear box.

f. Pembacaan horizontal dial dicatat setiap 15 detik hingga dial berhenti

dan berbalik arah.

g. Mengulang percobaan a f untuk beban 10, 15, 20, dan 25 kg.


11.3.1. Data Pengamatan dan Perhitungan (terlampir)

11.3.2. Contoh Perhitungan.

Dari data diketahui :

1. Berat penutup + bola ............................ gr

2. Diameter shear box (d) ............................ cm

3. Luas penampang pasir (A) d2 cm2

4. LRC ............................ kg/div



5. Beban 5 Kg :

S = P/A = (5 + (1))/(A) ............................ kg/cm2

T = (LRC *M)/(A) ............................ kg/cm2

6. Beban 10 Kg :

S = P/A = (10 + (1))/(A) ............................ kg/cm2

T = (LRC * M)/(A) ............................ kg/cm2

Demikian selanjutnya untuk beban yang lainnya sehingga dapat dibuat

grafik untuk menentukan harga c dan dengan menggunakan regresi linear:

Y = (a)X + (b) (11.2)

dimana :

X = S = P/A (11.3)

Y = T = G/A (11.4)

Tabel 11.2. Tabel untuk pembuatan grafik Direct Shear

Beban X (P/A ) Y (G/A )5 kg10 kg15 kg20 kg25 kg



11.4. KESIMPULAN

1. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan didapatkan harga kohesi

pasir (c) = b = ........ kg/cm2, dan besarnya sudut geser tanah () = ........ 0, termasuk jenis pasir ......

Sudut geser ( ) = tan-1 (y/x) dimana : x = x2 x1

y = y2 y1

2. Hal yang menentukan keakuratan hasil percobaan :

Tidak dapat dipastikan kecepatan pemberian gaya geser tetap konstan.

Kurang cermat dalam pembacaan dial, pengukuran dimensi, dan penimbangan.

3. Harga kohesi tanah dan sudut geser tanah merupakan parameter

sangat penting dalam perhitungan daya dukung tanah, perencanaan

dinding penahan tanah, dsb.

11.5. REFERENSI


Prentice-Hall, Inc.

11.6. LAMPIRAN



1. Contoh Perhitungan Data Direct Shear

Gambar 11.5. Tabel data sampel direct shear.



Gambar 11.6. Tabel data percobaan direct shear dengan variasi beban yang berbeda.



Gambar 11.7. Grafik direct shear yang dapat digunakan untuk mencari kohesi (c) dan sudut geser () pasir.


Modul Praktikum Unconfined Compression Test 1

12 Unconfined

Compression Test

12.1. PENDAHULUAN


Untuk mencari nilai unconfined shear strength dari tanah berbutir halus

dengan kondisi undrained, seperti lempung yang tersaturasi dan

cemented soils.


Unit mesin Unconfined Compression Test Sampel tanah undisturbed dari tabung Cetakan silinder contoh tanah uji Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm Oli Extruder mekanis dan manual Gergaji kawat Spatula Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram Can Oven Palu


Dalam percobaan ini sudut geser dalam () = 0 dan tidak ada tegangan

sel (3=0), jadi yang ada hanya beban vertikal (1).



Beban vertikal yang menyebabkan tanah menjadi retak dibagi satuan

luas yang dikoreksi (A') disebut Ultimate Compression Strength (qu).

harga qu ini bisa juga didapat dari lingkaran mohr :

Gambar 12.1. Grafik mohr untuk mencari nilai qU.

Pada percobaan unconfined compression ini kita mengadakan koreksi

luas contoh tanah. Ini disebabkan karena pada waktu contoh diberikan

beban vertikal, maka luas contoh akan berubah yaitu menjadi lebih

besar.

Cara menghitung luas contoh tanah dapat dijelaskan sebagai berikut :

Isi contoh semula (V0) = L0 . A0 dimana : L0= panjang contoh mula-mula

A0= luas penampang contoh mula-mula

Sesudah beban vertikal diberikan : panjang menjadi L ; isi menjadi V ; luas menjadi A

Gambar 12.2. Perubahan yang terjadi pada sampel selama

percobaan berlangsung.

Bentuk contoh semula

Bentuk contoh setelah pembebanan

Bentuk yang dipakai untuk menghitung luas contoh

B

L



dimana : L = L0 L (L dan V diukur selama percobaan

V = V0 L dilakukan)

Dari persamaan diatas didapat :

( )( )

0 0 0

0 0

0

. .

.

A L L A L V

A L VA

L L

= =

(12.1)

Apabila tidak terjadi perubahan isi (V=0) persamaan menjadi :

( )0 0 0 00 0.

1 1dim

A L A AAL L L L

ana regangan

= = =

= (12.2)

Pada percobaan ini besarnya gaya yang bekerja dapat diketahui yaitu :

P = K . M (12.3)

dimana : P = gaya yang hendak dicari

K = kalibrasi alat

M = pembacaan pada dial

Sedang nilai qu dapat dicari:

uPqA

= dan 2uqC = (12.4)

dimana : qu = ultimate compression strength

C = kekuatan geser tanah

Dalam percobaan ini dimensi contoh harus memenuhi syarat :

2D L 3D dimana : D = diameter contoh

L = tinggi contoh



Karena jika L 2D, maka sudut bidang runtuhnya akan mengalami

overlap, dan jika L 3D, maka contoh tanah akan berlaku sebagai

kolom dan kemungkinan akan terjadi tekuk. Idealnya adalah L : D = 2:1.



a. Mengeluarkan sampel tanah undisturbed dari tabung dan

memasukkannya ke dalam cetakan silinder uji (dengan menggunakan

extruder mekanis) dan potong dengan gergaji kawat.

Gambar 12.3. Proses pencetakan sample uji undisturbed

b. Ratakan kedua ujung sampel tanah di dalam silinder uji dengan

menggunakan spatula. Kemudian keluarkan sampel uji dari silinder

uji dengan extruder manual.

Gambar 12.4. Proses pengeluaran sampel uji dari silinder uji (kiri)

dan sampel uji yang telah jadi (kanan)



c. Ukur dimensi sampel tanah (L = 2-3 D ).

d. Timbang berat awal sampel tanah tersebut.

Gambar 12.5. Proses penimbangan berat awal sampel

e. Ambil sisa tanah hasil pencetakan untuk ditentukan kadar airnya.


a. Tempatkan sampel uji pada mesin Unconfined Compression Test

sesegera mungkin untuk menghindari hilangnya kadar air pada

sampel uji.

Gambar 12.6. Proses pengujian unconfined sedang berlangsung

b. Naikkan pelat bawah dengan memutar kenop hingga ujung atas

sampel uji mengenai pelat atas dan dial gauge untuk pembebanan

tersentuh. Kunci kenop tersebut agar mesin Unconfined dapat

bekerja.



c. Set dial menjadi nol dan mulai jalankan mesin Unconfined.

d. Catat pembacaan Load Dial setiap penurunan dial bertambah 0.02

inch atau 0.025 mm. Pembacaan dihentikan jika nilai Load Dial mulai

bergerak stabil atau turun selama 3 kali pembacaan.

e. Melakukan proses remoulded yaitu melebur kembali sampel uji yang

telah dicoba dan dipadatkan kembali dengan cara ditumbuk secara

konstan langsung pada silinder uji. Berat sampel uji remoulded

haruslah sama dengan berat sampel uji undisturbed.

f. Ulangi percobaan b d.


12.3.1. Data Pengukuran

Contoh : Sampel Undisturbed

Data Kadar air sampel :

Wt of wet soil + cup = ..... gr

Wt of dry soil + cup = ..... gr

Wt of cup = ..... gr

Wt of water = ..... gr

Wt of dry soil = ..... gr

Water content, w = ..... %

Dimensi sampel :

Diameter = ...... cm

Tinggi = ...... cm

Luas = ...... cm2

Volume = ...... cm3

Berat = ...... gr

12.3.2. Contoh Perhitungan

Dari data di atas didapat :



Density :

1dim :

wetwet dry

weightvolume w

anaw kadar air bukandalam persen

= = +

= (12.5)

1. Density (Rumus 12.5)

2. Kalibrasi alat (K) ............................ kg/div

3. P = K M ............................ kg

4. = L/L ............................

5. A = A0/(1-) ............................ cm2

6. qu = P/A ............................ kg/cm2

7. Cu = qu/2 ............................ kg/cm2

Untuk Remoulded :

8. qur = P/A kg/cm2

9. Cur = qu/2 kg/cm2

Nilai Sensitivity : uuur

qq

12.4. HASIL DISKUSI

1. Tanah dalam keadaan undisturbed memiliki nilai qu yang lebih besar

daripada setelah diremoulded.

2. Didapat tabel nilai qu tiap kedalaman tanah :



Kedalaman(m) Undisturbed Remoulded12

qu (kg/cm2)

3. Didapat juga nilai sensitivitas tanah untuk setiap kedalaman :

Kedalaman (m) Sensitivitas12

12.5. KESIMPULAN

Menurut tabel yang terdapat pada buku Mekanika Tanah karangan Joseph

E. Bowles, maka tanah termasuk jenis tanah ......

12.6. REFERENSI


Prentice-Hall, Inc.

2. Bowles, Joseph E. 1989. Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah. Edisi

Kedua. trans. Johan K. Hainim. Jakarta: Erlangga.

3. Craig, R.F. 1994. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. trans. Budi Susilo S.

Jakarta: Erlangga.

12.7. LAMPIRAN



1. Contoh Perhitungan Data UCT Undisturbed

Gambar 12.7. Tabel data sampel UCT kondisi Undisturbed.



Gambar 12.8. Tabel perhitungan sampel UCT kondisi Undisturbed.



Gambar 12.9. Grafik sampel UCT kondisi Undisturbed.



2. Contoh Perhitungan Data UCT Remoulded

Gambar 12.10. Tabel data sampel UCT kondisi Remoulded.



Gambar 12.11. Tabel perhitungan sampel UCT kondisi Remoulded.



Gambar 12.12. Grafik sampel UCT kondisi Remoulded.

Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102

UNCONFINED TESTPROJECT DEPTH OF SAMPLE

- m

LOCATION DATEDD/MM/YYYY

BOREHOLE NO. TESTED BY

qu kPacu kPa

UNCONFINED COMPRESSION

0.00

0.00

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Strain (%)

Stre

ss (k

Pa)

08_Hand_Boring09_Sondir10_Triaxial11_Konsolidasi12_Direct_Shear12_UCTGrafik

Documents

Modul Mektan 2