MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH II

Transkripsi

1 MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH II LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL - FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA i

2 Dosen Pengasuh Mata Kuliah: 1. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST., MT. 2. Ir. Suroso, Dipl. HE., M.Eng. 3. Dr. Ir. As ad Munawir, MT. 4. Dr. Ir. Harimurti, MT. 5. Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D. ii

3 TATA TERTIB PRAKTIKUM LABORATORIUM MEKANIKA TANAH JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA Tata Tertib Praktikum Mekanika Tanah 1. Berpakaian rapi dan bersepatu 2. Dilarang merokok di dalam Laboratorium 3. Dilarang makan dan minum selama kegiatan di laboratorium 4. Praktikan bertanggung jawab atas alat-alat yang digunakannya 5. Praktikan bertanggung jawab atas kebersihan laboratorium 6. Praktikan dilarang meninggalkan kegiatan praktikum tanpa izin iii

4 MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH II LABORATORIUM MEKANIKA TANAH JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA Revisi : ke - 10 Tanggal : Agustus 2017 Disetujui Oleh : Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi Tanggal: Tanggal: Tanggal: Disahkan oleh: Disahkan oleh: Disahkan oleh: PLP. Laboratorium KKDK. Geoteknik Kepala Laboratorium iv

5 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah senantiasa kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rakhmat dan hidayah-nyalah hingga kami dapat menyelesaikan penyusunan Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah ini tepat pada waktunya. Kami menyadari dalam penyusunan Buku Panduan ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan, namun kami senantiasa berharap semoga apa yang telah kami susun ini bisa menjadi bahan referensi dan acuan dalam pelaksanaan praktikum maupun penelitian yang berkaitan dengan Mekanika Tanah dan Geologi Teknik. Melalui lembaran ini, tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Sugeng P. Budio, MS., selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 2. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST., MT., selaku KKDK Geoteknik 3. Ir. Suroso, Dipl. HE., M.Eng. 4. Dr. Ir. As ad Munawir, MT. 5. Dr. Ir. Harimurti, MT. 6. Dr. rer. nat. Ir. Arief Rachmansyah 7. Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi 8. Ketut Sugiharto, ST, MT,. selaku PLP (Laboratorium Mekanika Tanah ) 9. Asisten Laboratorium Mekanika Tanah 10. Semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya Buku Pedoman Pelaksanaan Praktikum Mekanika Tanah II. Semoga apa yang telah, sedang dan akan kita lakukan senantiasa mendapat rakhmat dan petunjuk darinya. Malang, Agustus 2017 Ka. Laboratorium Mekanika Tanah & Geologi Eko Andi Suryo, ST., MT., PhD. v

6 DAFTAR ISI Kata Pengantar... v Daftar Isi... vi Percobaan Cone Penetration Test (Sondir)... 1 Cone Penetration (Sondir)... 7 Percobaan Penetrasi Kerucut Dinamis /... 8 Dynamic Cone Penetrometer (DCP)... 8 Standard Penetration Test (SPT) Percobaan Pemadatan (Standar & Modified) Percobaan Kerucut Pasir (Sand Cone) Percobaan California Bearing Ratio (CBR) Unsoaked Flowchart Percobaan CBR Unsoaked Pengujian CBR di Lapangan Percobaan Konsolidasi vi

7 Percobaan Cone Penetration Test (Sondir) Gambar 1. Praktikum Sondir 1

8 Percobaan Cone Penetration Test (Sondir) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah. Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dengan gaya persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus dalam gaya persatuan panjang. b. Alat Dan Bahan Mesin sondir ringan (2.5 ton) atau mesin sondir berat (10 ton) Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam, sesuai kebutuhan panjang masing-masing 1 meter Manometer masing-masing 2 (dua) buah dengan kapasitas 0 50 kg/cm 2 dan -250 kg/cm 2 untuk sondir ringan Konus dan bikonus Dua buah angker dengan perlengkapan (angker spiral) Kunci-kunci pipa, alat-alat pembersih, oli, minyak hidroulik Gambar 2. Seperangkat alat Sondir Langkah Percobaan Pasang 2 buah angker mesin sondir pada kedua sisi titik sondir hingga kedalaman yang cukup. Letakkan mesin sondir diantara 2 buah angker dan kemudian pasangkan pada angker yang telah tertanam dengan kencang. Isi minyak hidrolik (pengisian harus bebas dengan gelembung udara). Bikonus dipasangkan pada ujung pipa pertama Tekan pipa dengan memutar roda sampai pada kedalaman tertentu. 2

9 Prosedur penetrasi batang : Apabila digunakan bikonus, maka penetrasi pertama-tama akan menggerakkan ujung konus sedalam 4 cm dan kemudian nilai manometer dibaca sebagai perlawanan penetrasi konus (PK). Penekanan selanjutnya akan menggerakkan konus beserta selubung ke bawah sedalam 8 cm, kemudian nilai manometer dibaca sebagai jumlah pelawanan (JP) yaitu perlawanan penetrasi konus (PK) dan hambatan lekat (HL). - Apabila dipergunakan konus maka pembacaan manometer hanya dilakukan pada penetrasi pertama (PK). Lakukan penetrasi hingga seterusnya dan pembacaan dilakukan setiap 20 cm. Pembacaan dihentikan apabila nilai manometer 3 kali melebihi 150 kg/cm 2. c. Perhitungan Pekerjaan sondir ringan diberhentikan pada keadaan sebagai berikut : Untuk sondir ringan pada waktu tekanan manometer tiga kali berturut-turut melebihi 150 kg/cm 2 atau kedalaman maksimal 30 meter Untuk sondir berat pada waktu tekanan manometer tiga kali berturut-turut melebihi 500 kg/cm 2 atau kedalaman maksimal 50 meter. Perhitungan Hambatan Lekat : HL = (JP PK) x A/B A = Tahap pembacaan = 20 cm B = Faktor alat atau luas jaket/luas torak Perhitungan Jumlah Hambatan Lekat : JHL = I = Kedalaman Yang Dicapai Konus d. Gambar Konstruksi Alat Sondir 2 Ton Manometer Slove 3

10 190 cm LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI Rantai Handle Mantle Tube + Rod Kaki Sondir e. Gambar Konstruksi Alat Biconus 4

11 f. Format Tabel Praktikum Sondir Lokasi Tanggal Praktikum Kelompok Asisten : : : : (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) ( 8 ) Jenis H qc JP Pq HP JHP HS Fr Tanah Dst.. kg/cm 2 kg/cm 2 (3) (2) (4)X(A/B) Σ (5) (4)/B % 5

12 Keterangan : H : Kedalaman (meter) qc : Penetrasi konus (kg/cm 2 ) JP : Jumlah perlawanan (kg/cm 2 ) PQ : Perlawanan gesek (kg/cm 2 ) HP : Hambatan pelekat (kg/cm) JHP : Jumlah hambatan pelekat (kg/cm) HS : Hambatan setempat (kg/cm 2 ) Fr : Rasio gesekan Jenis tanah dari tabel berdasarkan hasil qc dan Fr 6

13 Flowchart Percobaan Cone Penetration (Sondir) Pasang dan atur agar mesin sondir vertical di tempat akan diperiksa dengan menggunakan angker yang dimasukkan secara kuat ke dalam tanah Pasang konus dan bikonus, sesuai kebutuhan pasa ujung pipa pertama Tekan pipa untuk memasukkan konus atau bikonus sampai kedalaman tertentu, umumnya setiap 20 cm Pasang rangkaian pipa pertama beserta konus pada ujung pipa pertama Apabila digunakan bikonus maka pasang dan atur agar mesin sondir vertical di tempat yang akan diperiksa dengan menggunakan angker yang dimasukkan secara kuat ke dalam tanah Apabila digunakan konus maka pembacaan manometer hanya dilakukan pada penekanan pertama (PK) Penekanan selanjutnya akan menggerakan konus beserta selubung ke bawah sedalam 8 cm, bacalah manometer sebagai hasil jumlah perlawanan (JP), yaitu perlawanan penetrasi penetrasi konus (PK) dan hambatan lekat (HL) Tekanlah pipa bersama batang sampai kedalaman berikutnya yang akan diukur. Pembacaan dilakukan pada setiap penekanan pipa 20 cm 7

14 Percobaan Penetrasi Kerucut Dinamis / Dynamic Cone Penetrometer (DCP) 8

15 Percobaan Penetrasi Kerucut Dinamis / Dynamic Cone Penetrometer (DCP) 1. Pendahuluan Percobaan Penetrasi Kerucut Dinamis (DCP) merupakan salah satu jenis pengujian yang dilakukan di lapangan, yang dipakai untuk menentukan nilai CBR lapangan dari tanah dasar (subgrade), sub base atau base course secara cepat dan praktis. Percobaan ini biasanya dilakukan sebagai pekerjaan quality control pekerjaan pembuatan jalan. Pengujian DCP pertama kali diperkenalkan oleh Scala (Australia, 1956), sehingga seringkali disebut juga sebagai Scala Dynamic Cone Penetrometer. Dalam perkembangannya, alat ini terdapat berbagai versi salah satunya yang paling populer seperti yang dikembangkan oleh Transvaal Road Department (Afrika Selatan, 1969). Perbedaan utama dari kedua alat tersebut terdapat pada berat penumbuk (hammer) dan sudut puncak kerucut. 2. Tujuan Percobaan Untuk menghitung nilai CBR di lapangan 3. Peralatan 1. Spesifikasi alat utama yang digunakan : Konus : Baja yang diperkeras, diameter 20 mm, sudut kemiringan 60 o Palu penumbuk : Berat 8 kg, tinggi jatuh 575 mm Mistar : 100 cm Batang penetrasi : Diameter 16 mm Gambar. Penetrometer konus dinamis (DCP) 9

16 Gambar. Bagian dari penetrometer konus dinamis (DCP) 2. Alat ukur (penggaris/rol meter) 3. Peralatan pengukuran kadar air, jika diperlukan 4. Persiapan alat dan lokasi pengujian Persiapan alat dan lokasi pengujian, sebagai berikut : 1. Sambungkan seluruh bagian peralatan dan pastikan bahwa sambungan batang atas dengan landasan serta batang bawah dan kerucut baja sudah tersambung dengan kokoh; 2. Tentukan titik pengujian, kupas dan ratakan permukaan yang akan diuji; 3. Buat lubang uji pada bahan perkerasan yang beraspal, sehingga didapat lapisan tanah dasar; 4. Ukur ketebalan setiap bahan perkerasan yang ada dan dicatat. 5. Prosedur Pengujian 1. Letakkan alat DCP pada titik uji di atas lapisan yang akan diuji; 2. Pegang alat yang sudah terpasang pada posisi tegak lurus di atas dasar yang rata dan stabil, kemudian catat pembacaan awal pada mistar pengukur kedalaman; 10

17 3. Mencatat jumlah tumbukan; 1) Angkat penumbuk pada tangkai bagian atas dengan hati-hati sehingga menyentuh batas pegangan; 2) Lepaskan penumbuk sehingga jatuh bebas dan tertahan pada landasan; 3) Lakukan langkah-langkah 1-2 di atas, catat jumlah tumbukan dan kedalaman pada formulir 1-DCP, sesuai ketentuan-ketentuan sebagai berikut: (a) untuk lapis fondasi bawah atau tanah dasar yang terdiri dari bahan yang tidak keras maka pembacaan kedalaman sudah cukup untuk setiap 1 tumbukan atau 2 tumbukan; (b) untuk lapis fondasi yang terbuat dari bahan berbutir yang cukup keras, maka harus dilakukan pembacaan kedalaman pada setiap 5 tumbukan sampai dengan 10 tumbukan. 4) Hentikan pengujian apabila kecepatan penetrasi kurang dari 1 mm/3 tumbukan. 4. Selanjutnya lakukan pengeboran atau penggalian pada titik tersebut sampai mencapai bagian yang dapat diuji kembali.pengujian per titik, dilakukan minimum duplo (dua kali) dengan jarak 20 cm dari titik uji satu ke titik uji lainnya. Langkahlangkah setelah pengujian; 1) Siapkan peralatan agar dapat diangkat atau dicabut ke atas; 2) Angkat penumbuk dan pukulkan beberapa kali dengan arah ke atas sehingga menyentuh pegangan dan tangkai bawah terangkat ke atas permukaan tanah; 3) Lepaskan bagian-bagian yang tersambung secara hati-hati, bersihkan alat dari kotoran dan simpan pada tempatnya; 4) Tutup kembali lubang uji setelah pengujian. 5. Cara Menentukan Nilai CBR Pencatatan hasil pengujian dilakukan menggunakan formulir pengujian penetrometer konus dinamis (DCP), seperti terlihat pada Lampiran Periksa hasil pengujian lapangan yang terdapat pada formulir pengujian penetrometer konus dinamis (DCP) dan hitung akumulasi jumlah tumbukan dan akumulasi penetrasi setelah dikurangi pembacaan awal pada mistar penetrometer konus dinamis (DCP); 2. Gunakan formulir hubungan kumulatif (total) tumbukan dan kumulatif penetrasi pada Lampiran 2, terdiri dari sumbu tegak dan sumbu datar, pada bagian tegak menunjukkan kedalaman penetrasi dan arah horizontal menunjukkan jumlah tumbukan; 3. Plotkan hasil pengujian lapangan pada salib sumbu di grafik pada Lampiran Tarik garis yang mewakili titik-titik koordinat tertentu yang menunjukkan lapisan yang relatif seragam; 5. Hitung kedalaman lapisan yang mewakili titik-titik tersebut, yaitu selisih antara perpotongan garis-garis yang dibuat pada langkah 4 dalam satuan mm; 11

18 6. Hitung kecepatan rata-rata penetrasi (DCP, mm/tumbukan atau cm/tumbukan) untuk lapisan yang relatif seragam 7. Nilai DCP diperoleh dari selisih penetrasi dibagi dengan selisih tumbukan. 8. Gunakan gambar grafik atau hitungan formula hubungan nilai DCP dengan CBR dengan cara menarik nilai kecepatan penetrasi pada sumbu horizontal ke atas sehingga memotong garis tebal untuk sudut konus 60 atau garis putus-putus untuk sudut konus 30 ; 9. Tarik garis dari titik potong tersebut ke arah kiri sehingga nilai CBR dapat diketahui. 6. Form Data Percobaan Dynamic Cone Penetrometer Lampiran 1. Formulir pengujian penetrometer konus dinamis (DCP) Banyak Tumbukan Kumulatif Tumbukan Penetrasi (mm) Kumulatif Penetrasi (mm) DCP (mm/tumbukan) CBR (%) 12

19 Komulatif Penetrasi (mm) LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI Lampiran 2. Formulir hubungan kumulatif tumbukan dan kumulatif penetrasi Komulatif Jumlah Tumbukan Lampiran 3. Hubungan nilai DCP dengan CBR 13

20 Standard Penetration Test (SPT) Standar ini menetapkan cara uji penetrasi lapangan dengan SPT, untuk memperoleh parameter perlawanan penetrasi lapisan tanah di lapangan dengan SPT. Parameter tersebut diperoleh dari jumlah pukulan terhadap penetrasi konus, yang dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi perlapisan tanah yang merupakan bagian dari desain fondasi. Standar ini menguraikan tentang prinsip-prinsip cara uji penetrasi lapangan dengan SPT meliputi: sistem peralatan uji penetrasi di lapangan yang terdiri atas peralatan penetrasi konus dengan SPT dan perlengkapan lainnya; persyaratan peralatan dan pengujian; cara uji; laporan uji; dan contoh uji. Cara uji ini berlaku untuk jenis tanah pada umumnya. 1. Peralatan Peralatan yang diperlukan dalam uji penetrasi dengan SPT adalah sebagai berikut: a) Mesin bor yang dilengkapi dengan peralatannya; b) Mesin pompa yang dilengkapi dengan peralatannya; c) Split barrel sampler yang dilengkapi dengan dimensi seperti diperlihatkan pada Gambar 1 (ASTM D ); d) Palu dengan berat 63,5 kg dengan toleransi meles ± 1%. e) Alat penahan (tripod); f) Rol meter; g) Alat penyipat datar; h) Kerekan; i) Kunci-kunci pipa; j) Tali yang cukup kuat untuk menarik palu; k) Perlengkapan lain. 14

21 2. Bahan dan Perlengkapan Gambar 1 Alat pengambilan contoh tabung belah a. Bahan bakar (bensin, solar) b. Bahan pelumas c. Balok dan papan d. Tali atau selang e. Kawat f. Kantong plastik, perlengkapan lain yang dibutuhkan. 3. Pengujian Penetrasi dengan SPT Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengujian penetrasi dengan SPT adalah: a) Peralatan harus lengkap dan laik pakai; b) Pengujian dilakukan dalam lubang bor; c) Interval pengujian dilakukan pada kedalaman antara 1,50 m s.d 2,00 m (untuk lapisan tanah tidak seragam) dan pada kedalaman 4,00 m kalau lapisan seragam; d) Pada tanah berbutir halus, digunakan ujung split barrel berbentuk konus terbuka (open cone); dan pada lapisan pasir dan kerikil, digunakan ujung split barrel berbentuk konus tertutup (close cone); e) Contoh tanah tidak asli diambil dari split barrel sampler; f) Sebelum pengujian dilakukan, dasar lubang bor harus dibersihkan terlebih dahulu; g) Jika ada air tanah, harus dicatat; 15

22 h) Pipa untuk jalur palu harus berdiri tegak lurus untuk menghindari terjadinya gesekan antara palu dengan pipa; i) Formulir-formulir isian hasil pengujian. 4. Persiapan Pengujian Lakukan persiapan pengujian SPT di lapangan dengan tahapan sebagai berikut (Gambar 2): 1) Pasang blok penahan (knocking block) pada pipa bor; 2) Beri tanda pada ketinggian sekitar 75 cm pada pipa bor yang berada di atas penahan; 3) Bersihkan lubang bor pada kedalaman yang akan dilakukan pengujian dari bekasbekas pengeboran; 4) Pasang split barrel sampler pada pipa bor, dan pada ujung lainnya disambungkan dengan pipa bor yang telah dipasangi blok penahan; 5) Masukkan peralatan uji SPT ke dalam dasar lubang bor atau sampai kedalaman pengujian yang diinginkan; 6) Beri tanda pada batang bor mulai dari muka tanah sampai ketinggian 15 cm, 30 cm dan 45 cm. Gambar 2. Penetrasi dengan SPT 5. Persiapan Pengujian Lakukan pengujian dengan tahapan sebagai berikut: a) Lakukan pengujian pada setiap perubahan lapisan tanah atau pada interval sekitar 1,50 m s.d 2,00 m atau sesuai keperluan; 16

23 b) Tarik tali pengikat palu (hammer) sampai pada tanda yang telah dibuat sebelumnya (kira-kira 75 cm); c) Lepaskan tali sehingga palu jatuh bebas menimpa penahan (Gambar 3) d) Ulangi 2) dan 3) berkali-kali sampai mencapai penetrasi 15 cm; e) Hitung jumlah pukulan atau tumbukan N pada penetrasi 15 cm yang pertama; f) Ulangi 2), 3), 4) dan 5) sampai pada penetrasi 15 cm yang ke-dua dan ke-tiga; g) Catat jumlah pukulan N pada setiap penetrasi 15 cm: 15 cm pertama dicatat N1; 15 cm ke-dua dicatat N2; 15 cm ke-tiga dicatat N3; Jumlah pukulan yang dihitung adalah N2 + N3. Nilai N1 tidak diperhitungkan karena masih kotor bekas pengeboran; h) Bila nilai N lebih besar daripada 50 pukulan, hentikan pengujian dan tambah pengujian sampai minimum 6 meter; i) Catat jumlah pukulan pada setiap penetrasi 5 cm untuk jenis tanah batuan. 6. Persiapan Pengujian Gambar 3. Skema urutan uji penetrasi standar (SPT) Adapun koreksi hasil uji SPT adalah sebagai berikut : 17

24 Gambar 4 Contoh palu yang biasa digunakan dalam uji SPT a) Menurut ASTM D-4633 setiap alat uji SPT yang digunakan harus dikalibrasi tingkat efisiensi tenaganya dengan menggunakan alat ukur strain gauges dan aselerometer, untuk memperoleh standar efisiensi tenaga yang lebih teliti. Di dalam praktek, efisiensi tenaga sistem balok derek dengan palu donat (donut hammer) dan palu pengaman (safety hammer) berkisar antara 35% sampai 85%, sementara efisiensi tenaga palu otomatik (automatic hammer) berkisar antara 80% sampai 100%. Jika efisiensi yang diukur (Ef) diperoleh dari kalibrasi alat, nilai N terukur harus dikoreksi terhadap efisiensi sebesar 60%, dan dinyatakan dalam rumus N60 = ( Ef /60 ) NM... (1) dengan : N60 : efisiensi 60% ; Ef : efisiensi yang terukur ; NM : nilai N terukur yang harus dikoreksi. Nilai N terukur harus dikoreksi pada N60 untuk semua jenis tanah. Besaran koreksi pengaruh efisiensi tenaga biasanya bergantung pada lining tabung, panjang batang, dan diameter lubang bor (Skempton (1986) dan Kulhawy & Mayne (1990)). Oleh karena itu, untuk mendapatkan koreksi yang lebih teliti dan memadai terhadap N60, harus dilakukan uji tenaga Ef. 18

25 b) Efisiensi dapat diperoleh dengan membandingkan pekerjaan yang telah dilakukan : W = Fxd = gaya x alihan ; tenaga kinetik (KE = ½ mv 2 ) tenaga potensial : PE = mgh ; dengan : m : massa (g) ; v : kecepatan tumbukan (m/s); g : konstanta gravitasi (= 9,8 m/s 2 = 32,2 ft/s 2 ) h : tinggi jatuh (m). Jadi rasio tenaga (ER) ditentukan sebagai rasio ER= W/PE atau ER = KE/PE. Semua korelasi empirik yang menggunakan nilai NSPT untuk keperluan interpretasi karakteristik tanah, didasarkan pada rasio tenaga rata-rata ER ~ 60%. c) Dalam beberapa hubungan korelatif, nilai tenaga terkoreksi N60 yang dinormalisasi terhadap pengaruh tegangan efektif vertikal (overburden), dinyatakan dengan (N1)60, seperti dijelaskan dalam persamaan (2), (3) dan Tabel 1. Nilai (N1)60 menggambarkan evaluasi pasir murni untuk interpretasi kepadatan relatif, sudut geser, dan potensi likuifaksi. (N1)60 = NM x CN x CE x CB X CR X CS... (2) CN = 2,2/ (1,2 + (σ vo/pa))... (3) dengan : (N1 )60 : nilai SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh efisiensi tenaga 60%; NM : hasil uji SPT di lapangan; CN : faktor koreksi terhadap tegangan vertikal efektif (nilainya 1,70); CE : faktor koreksi terhadap rasio tenaga palu (Tabel 1); CB : faktor koreksi terhadap diameter bor (Tabel 1); CR : faktor koreksi untuk panjang batang SPT (Tabel 1); CS : koreksi terhadap tabung contoh (samplers) dengan atau tanpa pelapis (liner) (Tabel 1); σ vo : tegangan vertikal efektif (kpa); Pa : 100 kpa. 19

26 Tabel 1. Koreksi-koreksi yang digunakan dalam uji SPT (Youd, T.L. & Idriss, I.M., 2001) Faktor Jenis Alat Parameter Koreksi Tegangan vertikal efektif CN 2,2 /(1,2+(σ vo/pa)) Tegangan vertikal efeftif CN CN 1,7 Rasio tenaga Palu donat (Donut hammer) CE 0,5 s.d 1,0 Rasio tenaga Palu pengaman (Safety hammer) CE 0,7 s.d 1,2 Rasio tenaga Palu otomatik (Automatic-trip Donut-type hammer) CE 0,8 s.d 1,3 Diameter bor 65 s.d 115 mm CB 1,0 Diameter bor 150 mm CB 1,05 Diameter bor 200 mm CB 1,15 Panjang batang < 3 m CR 0,75 Panjang batang 3 s.d 4 m CR 0,8 Panjang batang 4 s.d 6 m CR 0,85 Panjang batang 6 s.d 10 m CR 0,95 Panjang batang 10 s.d 30 m CR 1,0 Pengambilan contoh tabung standar CS 1,0 Pengambilan contoh tabung dengan pelapis (liner) CS 1,1 s.d 1,3 20

27 Kedalaman (m) Kedalaman Muka Air Tanah LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI 7. Formulir Uji Penetrasi Konus dengan SPT a. Form Penampang Geologi Lubang Bor Satuan Batuan Deskripsi Jumlah Pukulan N 1 N 2 N 3 N = N 2 +N 3 Diagram SPT Jumlah Pukulan Per 30cm Penetrasi b. Form Hasil Uji Penetrasi Konus Jumlah Pukulan Berat Vol N 1 N 2 N 3 N m Total (pukulan (pukulan (pukulan (pukulan (kn/m3) /15cm) /15cm) /15cm) /30cm) Koreksi pengaruh energi N 60 C N N 60 Diagram SPT C E C B C R C S (pukulan /30cm) Jumlah Pukulan

28 8. Contoh Hasil Uji Penetrasi Konus dengan SPT a. Contoh Penampang Geologi Lubang Bor 22

29 b. Contoh Hasil Uji Penetrasi Konus dengan SPT 23

30 Bagan Alir Cara Uji Penetrasi Lapangan dengan SPT Mulai Uji SPT 1. Pengeboran dan pemasangan alat uji SPT a) Lakukan pengeboran tanah sampai kedalaman yang diinginkan yang dilengkapi pemasangan pipa lindung (casing). b) Pasang landasan penahan (knocking block) pada pipa bor. c) Beri tanda pada ketinggian sekitar 75 cm pada pipa bor yang berada di atas penahan. d) Bersihkan lubang bor pada kedalaman pengujian dari bekas-bekas pengeboran. e) Pasang split barrel sampler pada pipa bor dan pada ujung lainnya disambungkan dengan pipa bor yang telah dipasangi blok penahan. f) Masukkan peralatan uji SPT ke dalam dasar lubang bor atau sampai kedalaman yang diinginkan. g) Beri tanda pada batang bor mulai dari muka tanah sampai ketinggian 15 cm, 30 cm dan 45 cm. 2. Pengujian SPT a) Tarik tali pengikat palu (hammer) sampai pada tanda yang telah dibuat sebelumnya (± 75 cm). b) Lepaskan tali sehingga palu jatuh bebas menimpa penahan. c) Ulangi a) dan b) berkali-kali sampai mencapai penetrasi 15 cm. d) Hitung jumlah pukulan atau tumbukan N pada penetrasi 15 cm yang pertama. e) Ulangi a), b), c) dan d) sampai pada penetrasi 15 cm yang ke-dua dan ke-tiga. f) Catat jumlah pukulan N pada setiap penetrasi 15 cm : 15 cm pertama dicatat N1; 15 cm ke-dua dicatat N2; 15 cm ke-tiga dicatat N3. g) Jumlah pukulan yang dihitung adalah N2 + N3. N1 tidak diperhitungkan karena masih kotor bekas pengeboran. h) Bila N lebih besar daripada 50 pukulan, hentikan pengujian dan tambahkan pengujian sampai minimum 6 meter. i) Catat jumlah pukulan pada setiap penetrasi 5 cm untuk jenis tanah batuan. 3. Lanjutkan pengeboran dengan interval minimum 1,5 m s.d 2,00 m Ya Tidak Apakah pengujian memenuhi persyaratan? 4. Koreksi dan plot hasil a) Koreksi hasil menjadi (N1)60 b) Plot hubungan kedalaman dengan (N1)60 Selesai 24

31 Percobaan Pemadatan (Standar & Modified) 25

32 Percobaan Pemadatan (Standar & Modified) a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah yang dinyatakan dalam berat isi kering dengan memadatkan. b. Alat dan Bahan 1. Untuk Pemadatan Standar menggunakan Metode B (ASTM D-698, ASSTHO T-99) Cetakan ( Mold ) dengan diameter 152,4 mm (4 ) Proctor dengan berat 2,45 kg Ayakan No. 4 (4,75 mm) Sampel tanah lolos saringan No. 4 (4,75 mm) sebanyak 25 kg Oven dengan pengatur suhu dan peralatan penentuan kadar air Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram Alat perata dari besi Talam, palu karet/kayu, dan tempat contoh. 2. Untuk Pemadatan Modified menggunakan Metode B (ASTM D-1557, ASSTHO T- 180) Pada pengujian Pemadatan Modified alat dan bahan hampir sama dengan pengujian Pemadatan Standar, perbedaannya pada pengujian Pemadatan Modified menggunakan : Proctor dengan berat 4,54 kg Tinggi jatuh penumbuk 457,2 mm 26

33 Spesifikasi Uji Pemadatan : Cetakan Penjelasan Satuan ASTM D-698, ASSTHO T-99 ASTM D-1557, ASSTHO T-180 Metode Metode Metode Metode Metode Metode Metode Metode A B C D A B C D Volume ft 3 1/30 1/13,33 1/30 1/13,33 1/30 1/13,33 1/30 1/13,33 cm 3 943,9 2124,3 943,9 2124,3 943,9 2124,3 943,9 2124,3 Tinggi in 4,58 4,58 4,58 4,58 4,58 4,58 4,58 4,58 mm 116,33 116,34 116,33 116,34 116,33 116,34 116,33 116,34 Diameter in mm 101,6 152,4 101,6 152,4 101,6 152,4 101,6 152,4 Berat (massa) penumbuk lb 5,5 5,5 5,5 5, kg 2,5 2,5 2,5 2,5 4,54 4,54 4,54 4,54 Tinggi jatuh penumbuk in mm 304,8 304,8 304,8 304,8 457,2 457,2 457,2 457,2 Jumlah lapisan tanah Jumlah tumbukan tiap lapis Fraksi tanah yang diuji lolos ayakan No. 4 No. 4 3/4 in 3/4 in No. 4 No. 4 3/4 in 3/4 in Referensi : Adopted from Das (1985) 27

34 c. Langkah Kerja 1. Pengujian Pemadatan Standar 1) Sample tanah diambil sebanyak kurang lebih 25 kg kemudian dijemur pada terik matahari sehingga gumpalan tanah mudah dihancurkan. 2) Kemudian sample tanah tersebut diayak dengan saringan No. 4. 3) Sample tanah tersebut dibagi menjadi 5 bagian masing-masing dengan berat 4,5 kg. Kemudian pada masing-masing bagian ditambahkan sebanyak 100ml, 200ml, 300ml, 400ml, 500 ml atau secukupnya sesuai kondisi tanah kemudian dieramkan selama kurang lebih satu hari. 4) Masing-masing sample yang sudah di campur air, (mulai dari kadar 100 ml), di ratakan pada wadah (nampan) dan kemudian dibagi menjadi 3 bagian dengan asumsi pembagian beratnya sama rata. 5) Mulai dari bagian sample yang pertama dimasukkan kedalam tabung pemadatan (terdiri dari tabung atas dan tabung bawah), kemudian dipadatkan dengan tumbukan proctor seberat 2,45 kg dan tinggi jatuh 30,5 cm yang dijatuhkan bebas sebanyak 56 kali merata keseluruh permukaan sample sebagai lapisan ke-1. 6) Kemudian dilanjutkan ke lapisan ke-2 dan ke-3 dengan prosedur yang sama. 7) Setelah prosedur penumbukan, sample tanah dipotong hingga bagian atas tabung bawah, dengan asumsi kepadatan merata mulai pada bagian tersebut. 8) Timbang dan catat berat tanah beserta mold. 9) Lakukan pemeriksaan kadar air pada sample yang sudah ditimbang dengan mengambil sedikit sampel pada bagian permukaan, bagian tengah dan bagian bawah. 2. Pengujian Pemadatan Modified Pada pengujian pemadatan Modified prosedur pengujiannya hampir sama dengan pemadatan Standar sebagai berikut : 1) Lakukan langkah 1-3 seperti pada pengujian pemadatan Standar. 2) Bagi menjadi 5 bagian masing-masing sampel tanah yang sudah dicampur air dengan asumsi pembagian beratnya sama rata. 3) Mulai dari bagian sample yang pertama dimasukkan kedalam tabung pemadatan (terdiri dari tabung atas dan tabung bawah), kemudian dipadatkan dengan tumbukan proctor seberat 4,54 kg dan tinggi jatuh 45,72 cm yang dijatuhkan bebas sebanyak 56 kali merata keseluruh permukaan sample sebagai lapisan ke-1. 4) Ulangi langkah 3) untuk lapisan ke-2 sampai ke-5. 5) Setelah prosedur penumbukan, sample tanah dipotong hingga bagian atas tabung bawah, dengan asumsi kepadatan merata mulai pada bagian tersebut. 6) Timbang dan catat berat tanah beserta mold. 28

35 7) Lakukan pemeriksaan kadar air pada sample yang sudah ditimbang dengan mengambil sedikit sampel pada bagian permukaan, bagian tengah dan bagian bawah. d. Perhitungan Perhitungan Berat Isi Basah = = Berat Isi basah (gram/cm 3 ) B 1 = Berat cetakan dan keeping alas (gram) B 2 = Berat cetakan, keping alas dan benda uji (gram) V = Isi cetakan (cm 3 ) Perhitungan Berat Isi Kering γ d = Berat Isi Kering (gram/cm 3 ) = Kadar Air (%) Perhitungan Zero Air Void Line 29

36 e. Form Data Percobaan Pemadatan Lokasi : Tanggal Praktikum : Kelompok : Asisten : Penambahan Air ml Berat cawan gr Berat tanah basah + Berat cawan gr Berat tanah kering + Berat cawan gr Berar air ( Ww) gr Berat tanah kering (Ws) gr Kadar air % Kadar air rata-rata % NB : Penambahan air disesuaikan dengan hasil kurva γ d dimana kurva tersebut harus ada puncaknya (bagian yang naik dan turun). 30

37 Perhitungan Berat Isi : Berat Cetakan Mold gr Berat Tanah Basah + Berat Cetakan gr Berat Tanah Basah gr Isi Cetakan cm 3 Berat Isi Basah (γ) gr/cm 3 Berat Isi Kering (γ d ) gr/cm 3 Perhitungan Zero Air Void : Kadar Air (w) Gs Berat Volume Air (γ w ) Berat Jenis Air Zero Air Void (γ zad ) Berat Isi Kering Saat Zero Air Void 31

38 Flowchart Percobaan Pemadatan Percobaan Standart AASTHO Compaction Test, ambil 5 buah sampel masing-masing 3 Kg, kemudian saring dengan ayakan No. 4, tambahkan air sebanyak 100ml, 200ml, 300ml, 400ml, 500ml Diamkan sampel selama 24 jam Timbang cetakan dan ukur diameter cetakan, kemudian susun jadi satu yaitu cetakan, leher dan keping alas di atas landasan yang kokoh Tiap sample letakan di atas pan, tambahkan air 100 ml kemudian aduk rata kemudian ratakan, dan jadikan 3 lapisan. Masukan kedalam cetakan tiap lapisan, kemudian tumbuk sebanyak 56 kali dengan alat penumbuk 2,45 kg tinggi jatuhnya 30.5 cm. Setelah semua lapisan tanah dimasukan dan ditumbuk, langkah selanjutnya potong kelebihan tanah pada leher (tabung atas), lepaskan leher dan diratakan kelebihan tanah dengan alat perata tanah hingga benar-benar rata. Tabung (Mold) ditimbang bersama tanah di dalamnya Keluarkan tanah dari mold dan mold ditimbang, periksa kadar air tanah dari masing-masing sampel pada bagian atas, tengah dan bawah 32

39 Percobaan Kerucut Pasir (Sand Cone) 33

40 Percobaan Kerucut Pasir (Sand Cone) a. Pendahuluan Percobaan Kerucut Pasir merupakan salah satu jenis pengujian yang dilakukan dilapangan, untuk menentukan berat isi kering ( kepadatan ) tanah asli ataupun hasil suatu pekerjaan pemadatan, yang dapat dilakukan pada tanah kohesif maupun tanah nonkohesif. Cara lain yang dapat dilakukan untuk tujuan yang sama khusus yaitu : - Metoda Silinder ( Drive Silinder Method ), khusus untuk tanah kohesif. - Metoda Balon Karet ( Rubber Ballon Method ), untuk semua jenis tanah. - Metoda Nuclear ( Nuclear Method ), untuk semua jenis tanah. Nilai berat isi tanah kering yang diperoleh melalui percobaan ini, biasanya digunakan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan pemadatan di lapangan yang dinyatakan dalam derajat pemadatan ( degree of compaction ), yaitu perbandingan antara γ d ( kerucut pasir ) dengan γ dmaks hasil percobaan pemadatan dilaboratorium dalam ( % ). b. Tujuan Percobaan Untuk menghitung nilai kepadatan ( berat isi kering ) tanah dilapangan. c. Peralatan 1. Peralatan utama terdiri dari : - Tabung kalibrasi pasir uji - Botol atau silinder tempat pasir uji. - Kerucut yang dilengkapi dengan kran. - Pelat dasar yang berlubang. 2. Sekop kecil, linggis, palu, perata, dll 3. Timbangan dengan ketelitian 1.0 gram ( dibawa di lapangan ) 4. Pasir uji ( Ottawa sand ) 5. Kantung plastik, cawan untuk penentuan kadar air. d. Kalibrasi Pekerjaan kalibrasi sebaliknya dilakukan di laboratorium, terdiri atas : 1. Berat isi pasir uji a. Timbang silinder kalibrasi pasir uji ( W1 ). b. Isi silinder kalibrasi tersebut sampai penuh dengan pasir uji c. Setelah penuh ratakan permukaan pasir pada silinder kalibrasi kemudian timbang ( W2 ). d. Ganti pasir uji pada silinder kalibrasi dengan air yang diisi sampai penuh, kemudian timbang ( W3 ). e. Hitung berat isi pasir uji γ sand = ( W2 W1 ) / ( W3 W1 ). 34

41 2. Berat pasir dalam kerucut a. Ambil botol atau silinder berisi pasir uji sebanyak 2/3 tinggi, lalu timbang beratnya ( W4 ). b. Letakkan pelat dasar pada lantai yang datar kemudian letakkan botol atau tabung yang berisi pasir 2/3 tinggi tersebut tepat ditengah pelat dasar, kemudian kran dibuka. c. Setelah pasir mengisi kerucut, kran ditutup dan angkat, kemudian timbang botol atau silinder tersebut ( W5 ). d. Hitung berat pasir dalam kerucut ( W6 ) = ( W4 W5 ). e. Prosedur Percobaan 1. Bersihkan lokasi yang dilakukan pengujian selebar pelat dasar. 2. Ratakan permukaan tanah kemudian letakkan pelat dasar diatasnya. 3. Buat lubang dengan diameter sebesar lubang pada pelat dasar dengan kedalaman kurang lebih sama dengan diameter lubang. 4. Tanah hasil galian dikumpulkan seluruhnya, masukkan dalam kantung plastik kemudian timbang ( W7 ), gunakan sebagian tanah tersebut untuk dicari kadar airnya dilaboratorium. 5. Siapkan botol atau silinder yang telah berisi pasir uji sebanyak ± 2/3 tinggi, kemudian timbang ( W8 ) 6. Letakkan botol atau silinder tepat diatas lubang, kemudian buka kran. 7. Setelah lubang dan kerucut penuh dengan pasir uji, tutup keran kemudian angkat botol atau silinder tersebut dan timbang ( W9 ). 8. Kembalikan pasir uji yang terisi dalam lubang ketempat semula. f. Perhitungan a. Berat isi pasir uji : (W2 W1) γ sand = (W3 W1) b. Berat pasir dalam kerucut : W6 = W4 - W5 c. Berat pasir dalam lubang + kerucut : W10 = W8 - W9 d. Berat pasir dalam lubang : W11 = W10 - W6 e. Volume lubang : f. Berat isi tanah basah : γ wet = W7 Vh 35

42 g. Berat isi tanah kering : γ wet γ dry = (1 + w ) h. Derajat kepadatan dilapangan : DR = γ field γ laboratory Dimana : W1 : Berat tabung kalibrasi W2 : Berat tabung kalibrasi + pasir W3 : Berat tabung kalibrasi + air W4 : Berat silinder+ pasir (awal) W5 : Berat silinder+ pasir (akhir) W6 : Berat pasir dalam kerucut W7 : Berat tanah basah W8 : Berat silinder + kerucut + pasir sebelum pengujian W9 : Berat silinder + kerucut + pasir setelah pengujian W10 : Berat pasir dalam lubang dan kerucut W11 : Berat pasir dalam lubang g. Data Hasil Pengujian Data Kadar Air : No. titik uji Berat Cawan gr Berat Cawan + tanah basah gr Berat tanah basah gr Berat Cawan +tanah kering gr Berat tanah kering gr Berat air gr Kadar air % 36

43 Uji Kepadatan Tanah Dengan Metode Kerucut Pasir No. Titik Uji I II Brt. Tabung+kerucut+pasir sebelum pengujian W8 Brt. Tabung+kerucut+pasir setelah pengujian W9 Berat pasir dalam lubang & kerucut W8-W9 Berat pasir dalam kerucut W6 Berat pasir dalam lubang W11=(W8-W9)-W6 Berat isi pasir (gr/cm3) γsand Volume lubang (cm3) Vh=W11/γsand Berat tanah basah (gr/cm3) (W7) Berat isi tanah basah (gr/cm3) γwet=(w7) / Vh Kadar air (%) (w) Barat isi tanah kering (gr/cm3) γdry=γwet/(1+w) Derajat kepadatan dilapangan (%) DR=γd field/γd lab. Kalibrasi Alat : Berat tabung+kerucut+pasir awal (W4) = gram Berat tabung+kerucut+pasir akhir (W5) = gram Berat pasir dalam kerucut W6=(W4-W5) = gram Kalibrasi pasir uji : Berat tabung kalibrasi+air (W3) = gram Berat tabung kalibrasi+pasir (W2) = gram Berat tabung kalibrasi (W1) = gram Berat air = volume tabung (W3-W1) = cm 3 Berat pasir (W2-W1) = gram Berat isi pasir uji (W2-W1)/(W3-W1) γ sand = gr/cm 3 37

44 Percobaan California Bearing Ratio (CBR) Unsoaked a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan CBR tanah dan campuran tanah agregat yang dipadatkan di Laboratorium pada kadar air tertentu. CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap bahan standar dengan kedalaman dan penetrasi dan kecepatan penetrasi sama. b. Alat dan Bahan Ayakan ukuran no. 4 Seperangkat mesin penetrasi (loading machine) dilengkapi alat pengukur beban Peralatan untuk percobaan pemadatan Torak penetrasi dari logam berdiameter 49,5 mm dan panjang 101,6 mm Keping beban dengan berat 2,27 kg (5 lb), diameter 194,2 mm Timbangan ketelitian 0.01 gr Catatan : Contoh tanah yang diuji mempunyai kadar air mendekati kadar air optimum (toleransi 5%). c. Langkah Kerja Benda uji/sampel yang telah diayak dengan ayakan No. 4 disiapkan seperti pada percobaan pemadatan standar sebanyak 3 bagian masing-masing ± 4,5 kg. Tambahakan air sesuai kadar air optimum (OMC) pada percobaan pemadatan standar yang telah dilakukan sebelumnya. Bagi sampel tanah menjadi 3 bagian yang sama Mold CBR disiapkan, selanjutnya mold diisi dengan sampel tanah sehingga setelah ditumbuk mempunyai ketinggian 1/3 tinggi mold (standard). Penumbukan dilakukan setiap lapis seperti pada percobaan pemadatan (tetapi dengan jumlah tumbukan yang berbeda untuk ketiga contoh). Penumbukan pada setiap contoh adalah : contoh tanah 1 : 3 lapis, 10x/lapis contoh tanah 2 : 3 lapis, 25x/lapis contoh tanah 3 : 3 lapis, 56x/lapis Benda uji tersebut diletakkan pada mesin penetrasi Letakkan keping pemberat di atas permukaan benda uji seberat minimal 4,5 kg atau sesuai dengan beban perkerasan Pemberat selanjutnya dipasang setelah torak disentuhkan pada permukaan benda uji Torak penetrasi diatur pada permukaan benda uji sehingga arloji beban menunjukkan beban permulaan sebesar 4,5 kg. Pembebanan permulaan ini dilakukan untuk menjamin bidang sentuh yang sempurna antara torak dengan permukaan benda uji 38

45 Atur arloji penunjuk beban dan arloji pengukur penetrasi sampai menunjukkan angka nol Berikan pembebanan dengan teratur, agar teratur pembebanan dilakukan secara otomatis Pembacaan pembebanan dicatat pada penetrasi 0.25 mm (0.010 ), 0.5 mm (0.020 ), 1 mm (0.039 ), 1.5 mm (0.059 ), 2 mm (0.079 ), 3 mm (0.118 ), 4 mm (0.157 ), 6 mm (0.236 ), 8 mm (0.315 ), dan 10 mm (0.394 ) Beban maksimum dan penetrasinya dicatat bila pembebanan maksimum terjadi sebelum penetrasi 12,5 mm (0.5 ) Keluarkan benda uji dari cetakan dan tentukan kadar air Pengambilan benda uji untuk kadar air dapat diambil dari kedalaman atas, tengah, dan bawah bila diperlukan kadar air rata-rata. d. Tentukan Beban dengan penurunan 0,1 inchi dan 0,2 inchi Kalibrasi Alat Beban Harga Tegangan Penetrasi = Luas Piston = 3,042 inch 2 f. Perhitungan CBR (California Bearing Ratio) : = (cocokkan antara alat dengan sertifikat kalibrasi) = Pembacaan arloji x kalibrasi alat CBR 0,1 = x 100 % CBR 0,2 = x 100 % Lakukan yang sama untuk 10 pukulan, 25 pukulan dan 56 pukulan g. Tentukan CBR Design Gambarkan hubungan antara penetrasi (inchi) dengan Tegangan penetrasi Tentukan persaman dari hubungan antara penetrasi dan Tegangan penetrasi Persamaan dari gambar Masukkan harga x = 0.1 inchi dalam persamaan, sehingga diperoleh harga tegangan penetrasi pada 0.1 inchi Masukkan harga x = 0.2 inchi dalam persamaan, diperoleh harga tegangan penetrasi pada 0.2 inchi 39

46 e. Form Data Praktikum California Bearing Ratio (10 Pukulan) Penetrasi Berat Isi Dial Reading Penurunan Pembacaan Beban Keterangan Kadar Air (mm) ( inchi ) (div) ( lbs ) Tanah + cetakan Berat cetakan Berat tanah Isi cetakan Berat isi basah Berat isi kering Harga CBR Penurunan 0.1 inchi Keterangan atas tengah bawah Berat cawan Tanah basah + cawan Tanah kering + cawan Berat Air Berat tanah kering Kadar air Kadar air rata-rata Penurunan 0.2 inchi Grafik Hubungan Beban dan Penurunan (dalam inch) 40

47 f. Form Data Praktikum California Bearing Ratio (25 Pukulan) Penetrasi Berat Isi Dial Reading Penurunan Pembacaan Beban Keterangan Kadar Air (mm) ( inchi ) (div) ( lbs ) Tanah + cetakan Berat cetakan Berat tanah Isi cetakan Berat isi basah Berat isi kering Harga CBR Penurunan 0.1 inchi Keterangan atas tengah bawah Berat cawan Tanah basah + cawan Tanah kering + cawan Berat Air Berat tanah kering Kadar air Kadar air rata-rata Penurunan 0.2 inchi Grafik Hubungan Beban dan Penurunan (dalam inch) 41

48 g. Form Data Praktikum California Bearing Ratio (56 Pukulan) Penetrasi Berat Isi Dial Reading Penurunan Pembacaan Beban Keterangan Kadar Air (mm) ( inchi ) (div) ( lbs ) Tanah + cetakan Berat cetakan Berat tanah Isi cetakan Berat isi basah Berat isi kering Harga CBR Penurunan 0.1 inchi Keterangan atas tengah bawah Berat cawan Tanah basah + cawan Tanah kering + cawan Berat Air Berat tanah kering Kadar air Kadar air rata-rata Penurunan 0.2 inchi Grafik Hubungan Beban dan Penurunan (dalam inch) 42

49 Grafik CBR Design 43

50 Flowchart Percobaan CBR Unsoaked Dari contoh tanah yang sama dengan percobaan Standart AASTHO Compaction Test, ambil 3 buah sampel masing-masing 5 Kg Saring dengan ayakan No. 4 Air ditambahkan sedemikian banyak sehingga tanah dalam keadaan kepadatan optimum Diamkan sampel selama 24 jam Sampel dimasukkan kedalam Mold 3 lapis.tiap lapis ditumbuk sampel 1 : 10x, sampel 2 : 25x, sampel 3 : 56x Diratakan permukaannya dengan pisau Mold ditimbang bersama tanah di dalamnya Sampel tanah dipenetrasi dengan cara meletakkannya terbalik pada alat penetrasi Keluarkan tanah dari mold dan mold ditimbang, periksa kadar air tanah dari masing-masing sampel pada bagian atas, tengah dan bawah 44

51 Percobaan California Bearing Ratio (CBR) Soaked & Swelling a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui nilai CBR di Laboratorium dalam kondisi sampel terendam dan nilai pengembangan (Swelling) tanah. b. Alat dan Bahan Ayakan ukuran no. 4 Seperangkat mesin penetrasi (loading machine) dilengkapi alat pengukur beban Peralatan untuk percobaan pemadatan Torak penetrasi dari logam berdiameter 49,5 mm dan panjang 101,6 mm Keping beban dengan berat 2,27 kg (5 lb), diameter 194,2 mm Timbangan ketelitian 0.01 gr Peralatan lain seperti talam, alat perata dan tempat untuk rendaman Catatan : Contoh tanah yang diuji mempunyai kadar air mendekati kadar air optimum (toleransi 5%). c. Langkah Kerja Benda uji/sampel yang telah diayak dengan ayakan No.4 disiapkan seperti pada percobaan pemadatan standar sebanyak ± 4,5 kg. Tambahakan air sesuai kadar air optimum (OMC) pada percobaan pemadatan standar yang telah dilakukan sebelumnya. Pasang cetakan (Mold) pada keping alas pasang kertas saring diatasnya lalu timbang. Padatkan masing-masing bahan tersebut di dalam cetakan sesuai pemadatan standar dengan jumlah tumbukan 56 kali setiap lapis terdiri dari 3 lapis. Buka leher sambung dan ratakan dengan alat perata. Tambal lubang-lubang yang mungkin terjadi pada permukaan karena lepasnya butir-butir kasar dengan bahan yang lebih halus kemudian timbang. Untuk CBR yang direndam (soaked) harus dilakukan langkah-langkah berikut : 1. - Pasang keping pengembangan diatas permukaan benda uji kemudian pasang keping pemberat minimum seberat 4,5 kg. - Rendam cetakan beserta beban didalam air sehingga air dapat meresap dari atas maupun dari bawah. Permukaan air selama perendaman harus tetap (kirakira 2,5 cm diatas permukaan benda uji. - Pasang tripod beserta arloji pengukur pengembangan. Catat pembacaan pengembangan dengan internal waktu sesuai Form Data Pengujian Swelling (Pengembangan) dan biarkan benda uji selama 4x24 jam atau sampai pembacaan pengembangan konstan. 45

52 2. Keluarkan cetakan dari bak air dan miringkan selama 15 menit sehingga air bebas mengalir habis. Jagalah agar selama pengeluaran air tersebut permukaan benda uji tidak terganggu. 3. Ambil beban dari cetakan, kemudian cetakan beserta isinya ditimbang. Benda uji CBR yang direndam telah siap untuk dilakukan pengujian. Letakkan keping pemberat di atas permukaan benda uji, berat beban harus sama dengan beban yang digunakan saat perendaman. - Pertama letakkan keping pemberat 2,27 kg terlebih dahulu untuk mencegah mengembangnya benda uji pada bagian lubang keping pemberat. - Pemberat selanjutnya dipasang setelah torak disentuhkan pada permukaan benda uji Selanjutnya lakukan langkah-langkah pembacaan penetrasi CBR rendaman sama dengan pengujian CBR tanpa rendaman. Keluarkan benda uji dari cetakan dan tentukan kadar air Pengambilan benda uji untuk kadar air dapat diambil dari kedalaman atas, tengah, dan bawah bila diperlukan kadar air rata-rata. Catatan : Klasifikasi derajat pengembangan dapat dilihat menurut tabel berikut : Tabel. Klasifikasi Derajat Ekspansif (Seed et al.1962 dalam Das 1995) Swelling Potensial (%) Swelling Degree Rendah Sedang 5 25 Tinggi >25 Sangat Tinggi 46

53 d. Form Data Praktikum California Bearing Ratio Dial Reading Penurunan Pembacaan Beban Keterangan (mm) ( inchi ) (div) ( lbs ) Tanah + cetakan (gr) Berat cetakan (gr) Berat tanah (gr) Isi cetakan (gr) Berat isi basah (gr/cm 3 ) Berat isi kering (gr/cm 3 ) Nilai CBR : Penurunan 0.1 inchi Penurunan 0.2 inchi Kadar Air Keterangan Atas Tengah Bawah Berat cawan (gr) Nilai Pengembangan : Tanah basah + cawan (gr) Tinggi Awal (mm) Tanah kering + cawan (gr) Bacaan (div) Berat Air (gr) Faktor kalibrasi (mm/div) Berat tanah kering (gr) Pengembangan (mm) Kadar air (%) Pengembangan (%) Kadar air rata-rata (%) Grafik Hubungan Beban dan Penurunan (dalam inch) 47

54 e. Form Data Pengujian Swelling (Pengembangan) Tinggi sampel : mm OMC.. % Waktu Pengembangan Pengembangan Waktu Pengembangan Pengembangan (menit) (x0,01mm)* (%) (menit) (x0,01mm)* (%) *0,01 adalah faktor kalibrasi dial 48

55 Pengujian CBR di Lapangan 49

56 Pengujian CBR di Lapangan a. Tujuan Percobaan Standar ini hanya menetapkan penentuan nilai CBR (California Bearing Ratio) langsung di tempat dengan membandingkan tegangan penetrasi pada suatu lapisan/bahan tanah dengan tegangan penetrasi bahan standar. Cara uji ini digunakan untuk mengukur kekuatan struktural tanah dasar, lapis fondasi bawah dan lapis fondasi yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan jalan. b. Peralatan 1. Dongkrak CBR mekanis yang dioperasikan secara manual, dilengkapi dengan swivel head untuk mengukur beban yang bekerja pada torak, dan didesain sesuai dengan spesifikasi di bawah ini: kapasitas minimum 2700 kg (5950 lb); daya angkat minimum 50,8 mm (2 inci); engkol, dengan radius 152,4 mm (6 inci); putaran roda gigi tinggi, kira-kira 2,4 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi; putaran roda gigi menengah, kira-kira 5 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi; putaran roda gigi rendah, kira-kira 14 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi putaran roda gigi yang lain dapat digunakan untuk kenyamanan dalam pemutaran; dongkrak mekanis CBR yang lain dengan beban maksimum yang sama dapat digunakan jika rata-rata penetrasi beban merata setiap 1,3 mm (0,05 inci) per menit dapat dicapai. 2. Dua buah cincin penguji yang telah dikalibrasi dengan rentang pembebanan 0 kn sampai dengan 8,8 kn (1984 lbf) dan rentang pembebanan 0 kn sampai dengan 22,6 kn (5070lbf); 3. Torak penetrasi berdiameter 50,8 mm ± 0,1 mm (2 inci ± 0,004 inci) dengan luas nominal 1936 mm 2 (3 inci 2 ) dan panjangnya kira-kira 102 mm (4 inci). Torak penetrasi dilengkapi oleh sebuah penghubung torak yang di dalamnya terdapat pipa tambahan dengan penyambung. Pipa tambahan tersebut memiliki jumlah dan panjang perkiraan seperti pada Tabel 1. 50

57 Tabel 1 - Jumlah pipa tambahan dan panjang perkiraannya pada torak Jumlah yang dibutuhkan Panjang perkiraan 2 38 mm (1,5 inch) mm (4,0 inch) mm (12,0 inch) 4. Dua buah arloji pengukur untuk mengukur penurunan dengan ketelitian pembacaan 0,0025 mm (0,0001 inci) dan kemampuan pembacaan setiap 6,4 mm (0,25 inci) serta 1(satu) buah arloji pengukur untuk mengukur penetrasi dengan ketelitian pembacaan 0,025 mm (0,001 inci) dan kemampuan pembacaan setiap 25 mm (1 inci) yang dilengkapi dengan sebuah alat penunjuk tambahan yang dapat diatur; 5. Peralatan pendukung untuk penunjuk penetrasi yaitu sebuah alat yang terbuat dari batang aluminium atau batang kayu dengan tebal 76,2 mm (3 inci) dan panjang 1,5 m (5 ft); 6. Pelat beban pemberat yaitu pelat berbentuk lingkaran yang terbuat dari baja dengan diameter 254 mm ± 0,5 mm (10 inci ± 0,02 inci) dan mempunyai diameter lubang 50 mm ± 0,5 mm (2 inci ± 0,02 inci). Pelat tersebut memiliki berat 4,54 kg ± 0,01 kg (10 lb ± 0,02lb); 7. Beban pemberat yaitu 2 (dua) buah beban pemberat sebesar 4,54 kg ± 0,01kg (10 lb) dengan diameter 216 mm ± 1 mm (8,5 inci) dan 2 (dua) beban tambahan sebesar 9,08 kg ± 0,01 kg (20 lb) dengan diameter 216 cm ± 1 mm (8,5 inci); 8. Truk yang dapat menahan beban sebesar 31 kn (6970 lbf). Truk dilengkapi dengan balok yang terbuat dari besi dan alat tambahan lainnya. Alat tambahan yang dipasang pada bagian belakang truk menerima reaksi gaya penetrasi torak ke dalam suatu lapisan/bahan tanah. Alat tambahan yang dipasang sesuai dengan ketentuan sehingga truk dapat didongkrak dan menahan beban yang dipikul pegas belakang truk sehingga pengujian dapat dilakukan tanpa ada gerakan ke atas dari sasis truk tersebut. Jarak antara suatu lapisan/bahan tanah dan alat penetrasi yang diizinkan ialah 0,6 m (2 ft); 9. Dongkrak truk dengan kapasitas 15 ton yang mempunyai dua kombinasi trip dan penurun otomatis; 10. Peralatan umum lainnya seperti tempat benda uji untuk kadar air, berat isi, spatula, alat penggali, alat-alat penumbuk, alat perata (level), alat untuk mengukur kadar air, jam ukur dan lain-lain. c. Peosedur Pengujian 1. Tentukan titik pengujian dimana jarak minimum antar titik pengujian penetrasi pada tanah plastis (lempungan) sebesar 175 mm (7 inci) sedangkan pada tanah granular jarak spasi minimumnya sebesar 380 mm (15 inci); 51

58 2. Siapkan area permukaan pada titik pengujian sesuai kedalaman lapisan yang akan diuji dengan memindahkan material lepas dan buatlah area tersebut menjadi datar agar pengujian dapat dilakukan. 3. Tempatkan truk di tengah lokasi titik pengujian, pasang dongkrak untuk menaikkan truk sehingga tidak lagi menumpu pada pernya. Usahakan posisi as roda belakang truk agar sejajar dengan permukaan lapisan yang akan diperiksa; 4. Letakkan dongkrak pada posisi yang tepat pada lokasi pengujian, kemudian sambungkan cincin penguji pada ujung dari dongkrak tersebut. Ikatkan penghubung torak ke bagian bawah cincin penguji kemudian hubungkan sejumlah pipa tambahan sehingga jarak titik pengujian dengan permukaan mendekati 125 mm (4,9 inci). Hubungkan pipa tambahan tersebut pada torak penetrasi dan ikat dongkrak pada tempatnya. Periksa dan perbaiki dongkrak yang sudah dirakit agar kedudukannya vertikal; 5. Letakkan pelat beban dengan berat 4,54 kg (10 lb) di bawah torak penetrasi sehingga torak penetrasi dapat masuk ke dalam lubang pelat beban tersebut; 6. Aturlah torak penetrasi sehingga dapat memberikan beban sebesar 0,21 kg/cm 2 (3 Psi). 7. Untuk pengaturan yang cepat, gunakanlah putaran roda gigi tinggi dari dongkrak tersebut. Untuk suatu lapisan/bahan tanah dengan permukaan yang tidak rata, torak diatur agar terletak di atas lapisan tipis kapur yang lolos saringan No.20 sampai dengan No.40; 8. Area permukaan tempat pengujian haruslah rata agar beban yang bekerja pada pelat beban dapat didistribusikan secara merata. Apabila area permukaan tempat pengujian tidak rata, usahakanlah dengan menambah lapisan pasir halus sampai dengan ketebalan 3 mm sampai dengan 6 mm (0,12 inci sampai dengan 0,24 inci) sehingga distribusi beban ke permukaan pengujian merata. 9. Berikan beban tambahan pada pelat beban sehingga sama dengan beban yang bekerja pada perkerasan. Kecuali pada pembebanan minimum sebesar 4,54 kg (10 lb) pada pelat beban dan ditambah 1 (satu) beban tambahan sebesar 9,08 kg (20 lb); 10. Pasanglah arloji pengukur penetrasi pada torak; 11. Aturlah agar arloji pengukur menunjukkan angka nol; 12. Berikan pembebanan pada torak penetrasi dengan kecepatan penetrasi konstan mendekati 1,3 mm/menit (0,05 inci/menit). Gunakan putaran roda gigi rendah pada dongkrak selama tes berlangsung. Catatlah pembacaan beban pada penetrasi awal 0,64 mm (0,025 inci) sampai pada akhir kedalaman 12,7 mm (0,5 inci). Pada tanah yang seragam, kedalaman penetrasi lebih dari 7,62 mm (0,3 inci) dapat diabaikan. Kemudian hitung perbandingan tegangan yang dinyatakan dalam persen (lihat 7 a) dan 7 b));setelah selesai melakukan pengujian CBR lapangan, lakukan pengujian kadar air di lapangan dan pengujian kepadatan lapangan dengan alat konus pasir 52

59 d. Perhitungan 1. Tentukan beban yang bekerja pada torak. Hitung tegangan penetrasi pada setiap kenaikan penetrasi. Buatlah kurva hubungan antara tegangan dan penetrasi seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Contoh tipikal grafik pembebanan standar dan koreksi hasil pembebanan Pada keadaan tertentu kurva penetrasi dapat berbentuk lengkung ke atas, untuk itu diperlukan koreksi sehingga titik inisial bergeser dari titik 0 seperti ditunjukkan pada Gambar Gunakan hasil tegangan yang telah dikoreksi yang diambil dari kurva tegangan dan penetrasi pada 2,54 mm (0,1 inci) dan pada 5,08 mm (0,2 inci), hitung CBR yang dinyatakan dalam persen dengan membagi tegangan yang telah dikoreksi terhadap tegangan standar 0,71 kg/mm 2 (1000 Psi) dan tegangan standar 1,06 kg/mm 2 (1500 Psi). 53

60 Apabila tegangan maksimum yang terjadi menghasilkan penetrasi kurang dari 0,2 inci, maka tegangan standar dapat diinterpolasi. Pada umumnya CBR dinyatakan pada penetrasi 2,54 mm (0,1 inci). Jika CBR pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci) lebih besar dari CBR pada penetrasi 2,54 mm (0,1 inci), maka pengujian harus diulang kembali. Untuk mengatasi kemungkinan tersebut, maka sebaiknya dilakukan pengujian yang ketiga. Jika nilai CBR pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci) tetap lebih besar dari nilai CBR pada penetrasi 2,54 mm (0,1 inci), maka yang digunakan adalah CBR pada penetrasi 5,08 mm (0,2 inci); engkol Sweavel head Dongkrak Mekanis Penghubung torak torak penetrasi Penghubung torak Pelat beban Pelat Beban Gambar 2. Tipikal peralatan pengujian CBR di lapangan 54

61 a. Form Penentuan Nilai CBR Waktu Penurunan Pembacaan Beban Tegangan (min) (mm) Arloji (kg) (kg/mm 2 ) 1/4 0,32 1/2 0,64 1 1,27 1 1/2 1,91 2 2,54 3 3,81 4 5,08 6 7, , ,70 CBR Nilai CBR Penurunan 2,54 mm 5,08 mm 55

62 Percobaan Konsolidasi 56

63 Percobaan Konsolidasi a. Tujuan Percobaan Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan sifat pemadatan suatu jenis tanah, karena proses keluarnya air dari pori tanah yang diakibatkan adanya perubahan tekanan vertical yang bekerja pada tanah tersebut. b. Alat dan Bahan Satu set alat konsolidasi yang terdiri dari alat pembebanan dan sel konsolidasi Arloji pengukur (ketelitian) 57