Buku 2 : RKPM (Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan) Modul Pembelajaran Pertemuan ke 4

Transkripsi

1 Buku 2 : RKPM (Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan) Modul Pembelajaran Pertemuan ke 4 PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH Sem IV / 2 sks Praktek / Kode PDTS2229 Oleh 1. Devi Oktaviana Latif, S.T., M.Eng. 2. Ir. Supriyono, M.T. Didanai dengan Dana BOPTN P3 UGM Tahun Anggaran 2012 Desember 2012

2 Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPM) Pertemuan ke Tujuan Ajar/ Keluaran/ Indikator Topik (pokok, subpokok bahasan, alokasi waktu) Teks Media Ajar Presentasi Gambar Audio/Video Soal tugas Web Metode Evaluasi dan Penilaiani Metode Ajar (STAR) Aktivitas Mahasiswa Aktivitas Dosen/ Nama Pengajar Sumber Ajar 4 Dapat melakukan dan menjelaskan kegiatan pengujian: Penurunan Tanah, Pemadatan & CBR Pengujian di laboratorium: (1) Penurunan Tanah a. Konsolidasi 4 kg/cm 2 (2) Pemadatan & CBR a. CBR Pretest Skoring (PAN) Mahasiswa berkelompok dan berdiskusi 1) Unduh bahan ajar sebelum kuliah, (2) Baca bahan ajar sebelum kuliah, (3) Menjawab pretest Memandu diskusi dan menjelaskan prosedur praktikum Pengajar: 1. Devi Oktaviana 2. Supriyono m.ac.id/comm unity/show/pr aktikummekanikatanah/#!/secti on/15877/

3 Prosedur Uji Permeabilitas XVI. MENENTUKAN KOEFISIEN PERMEABILITAS MENGGUNAKAN PERMEAMETER DENGAN TINGGI TEKANAN KONSTAN (CONSTANT HEAD PERMEAMETER) DENGAN ALAT EL (ASTM D (2000)) I. MAKSUD Menentukan permeabilitas tanah granuler dengan menggunakan Constant Head Permeameter. Dapat digunakan untuk tanah berbutir kasar (granular soil). II. ALAT Alat tipe EL , yang terdiri atas : 1. Sel tanah berupa silinder dari perspex dengan diameter 3 inch, dimana terdapat lubang-lubang pada dindingnya disambung dengan slang karet ke pipa manometer dengan menggunakan nippel. 2. Manometer berupa 3 pipa gelas, berdiri menempel papan vertikal, yang dihubungkan dengan selang karet ke 3 lubang yang berbeda dari dinding sel tanah. Sebuah penggaris dengan skala tinggi dipasang disamping pipa manometer. 3. Reservoir yang dipasang di atas, dilengkapi dengan tiga selang karet yang dipakai untuk a. penghubung dengan reservoir air utama (cadangan air). b. pembuang air luapan c. dihubungkan dengan bagian atas sel tanah. 4. Gelas ukur untuk menampung air mengalir lewat contoh tanah. XVI-1

4 Prosedur Uji Permeabilitas Alat Uji Permeabilitas dengan Constant Head Permeameter III. PELAKSANAAN 1. Pasang 3 buah nippel pada 3 lubang dinding sel. Dipilih sesuai dengan kebutuhan. Lubang-lubang lain yang tidak terpakai dibiarkan tertutup. Pasang k 3 selang karet pada ujung bawah pipa gelas manometer dan pada k e 3 nippel. 2. Lepaskan tutup sel dengan mebuka ke 3 baut. Tutup kran di bawah sel dan isi dengan air bebas udara. Ketiga selang karet ditutup dengan klip. 3. Masukkan/tuangkan bahan filter ( graded gravel ) setebal kurang lebih 4 cm, kemudian lempeng anyaman kawat diletakkan di atasnya. 4. Tuang tanah yang akan diperiksa dalam suatu mangkok yang terisi penuh air bebas udara. Aduk tanah ini sehingga tidak ada lagi udara yang terperangkap, kemudian pindahkan ke sel sehingga lebih tinggi dari nippel teratas dan sekitar 5 cm di bawah puncak sel. 5. Aduk lagi tanah dalam sel untuk membuang udara yang terperangkap kalau ada. Letakkan lempengan kawat anyaman di atasnya, kemudian tuangkan di atasnya bahan filter ( graded gravel ) sampai mencapai kira-kira 1,5 cm di bawah puncak. XVI-2

5 Prosedur Uji Permeabilitas 6. Kendorkan pengunci piston pada tutup atas, dan tarik piston menempel plat tutup. Buka sekrup lubang air pada plat tutup sel dan pasanglah tutup sel dan dibaut. 7. Tekan piston ke bawah sehingga platnya mendorong permukaan filter. Matikan pengunci piston sehingga rapat air. 8. Pasang selang karet pada kran bawah kemudian ujungnya yang lain dimasukkan gelas ukur. Jangan ada tekukan pada selang, kemudian buka kran bawah. 9. Buka air ke reservoir, dan lepaskan klip-klip pada slang karet penghubung ke pipa manometer. 10. Alirkan air melalui tanah, sampai di dapat aliran yang teratur ( steady ), yang tampak pada tinggi air di manometer konstan. Setelah dicapai keadaan ini, jalankan stopwatch mengetahui waktu yang diperlukan untuk menampung air dengan volume tertentu yang tertampung di gelas ukur. Pada saat-saat ini ukurlah perbedaan tinggi pada tiga pipa manometer. Kerjakan pengukuran waktu, volume air dan perbedaan tinggi air ini sekurang-kurangnya tiga kali. IV. PROSEDUR PELAKSANAAN Alat Uji permeabilitas seperti pada gambar Disaat kran dilepas, air pada pipa tabung akan melalaui pipa pipa kecil XVI-3

6 Prosedur Uji Permeabilitas Disaat air telah mencapai 400 ml, 500 ml, 600 ml pada tabung ukur, dibaca pada pipa pipa kecil turunan air yang terjadi V. HITUNGAN Yang perlu dicatat adalah : 1. Panjang tanah antara masing-masing nippel = 1 (cm). 2. Diameter (cm) dan luas contoh tanah = A (cm 2 ). 3. Beda tinggi muka air pada masing-masing pipa manometer = h (cm). 4. Waktu yang diperlukan untuk test = t (detik). 5. Volume air yang tertampung di gelas ukur = v (cm 3 ). Dari macam-macam kombinasi data di atas ditentukan nilai k berdasarkan rumus : k = v.l t h A cm/detik XVI-4

7 LEMBAR PRAKTIKAN XVI. UJI PERMEBILITAS Panjang antara nipple :..cm Tinggi :.cm Berat tanah :..gr Luas (A) :.cm2 Diameter :.cm Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok : Nama Praktikan : No. Mahasiswa: Asisten/Laboran Mahasiswa. XVI-5

8 LEMBAR PRAKTIKAN XVI. UJI PERMEBILITAS Panjang antara nipple :..cm Tinggi :.cm Berat tanah :..gr Luas (A) :.cm2 Diameter :.cm Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok : Nama Praktikan : No. Mahasiswa: Asisten/Laboran Mahasiswa. XVI-6

9 VIII. CBR LABORATORIUM (ASTM D ) I. MAKSUD 1. Maksud percobaan adalah untuk menentukan nilai CBR (California Bearing Ratio) dari suatu tanah yang dilakukan di laboratorium. 2. Nilai CBR adalah bilangan perbandingan (dalam persen) antara tekanan yang diperlukan untuk menembus tanah dengan piston berpenampang bulat seluas 3 inch 2 dengan kecepatan penetrasi 0,05 inch/menit terhadap tekanan yang diperlukan untuk menembus suatu bahan standard tertentu. 3. Penentuan nilai CBR dapat dilaksanakan terhadap: - contoh tanah tanpa direndam terlebih dahulu - contoh tanah setelah direndam dalam air selama 4 hari (96 jam). Disamping itu nilai CBR dapat dilakukan terhadap: - contoh tanah yang telah dipadatkan secara pemadatan standard - contoh tanah yang telah dipadatkan secara pemadatan berat/modified - contoh tanah yang telah dipadatkan dengan kepadatan tertentu - contoh tanah asli yang diambil dari lapangan II. ALAT 1. Mesin penekan dengan kapasitas sekurang-kurangnya 4,45 ton yang mempunyai kepala atau dasar yang dapat bergerak teratur dengan kecepatan 1,27 mm/menit (0,05 inch/menit). 2. Cincin beban dengan arloji pengukurnya. 3. Silinder pemadatan CBR dengan diameter 6 dan tinggi 7, dilengkapi dengan silinder sambungan tinggi 2, dan pelat alas tebal 3/8 yang berlubang-lubang. 4. Pelat ganjal (spacer disk), diameter 5 " tebal 2, Penumbuk standard atau penumbuk berat (modified). 6. Pengukur pengembangan tanah, terdiri atas pelat berlubang-lubang dengan batang pengatur, tripod, dan arloji-pengukur penetrasi. VIII-1

10 7. Pelat-pelat beban berlubang ditengah yang utuh atau belah, berat masing-masing 5 lb (2,27 kg). 8. Piston penetrasi penampang bulat luas 3 inch 2, panjang sekurang-kurangnya Macam-macam alat seperti talam, timbangan, oven, bak perendam, kertas filter, dan sebaginya. Silinder Mesin Penekan III. PELAKSANAAN 1. Persiapan benda uji a. Untuk pemeriksaan terhadap contoh yang akan dipadatkan, maka contoh tanah dipersiapkan seperti pada persiapan percobaan pemadatan dengan cara A. Benda uji yang perlu dipersiapkan (siap dipadatkan) sekurang-kurangnya 4,6 kg untuk tanah berbutir halus atau 5,5 kg untuk tanah berbutir kasar. b. Benda uji ini akan diperiksa pada keadaan kepadatan maksimal, sehingga contoh tanah dipersiapkan dengan dicampur air secara merata secukupnya, sedemikian sehingga lembab yang diperoleh adalah kadar air optimum yang harus telah diketahui berdasar cara pemadatan standar atau pemadatan berat/modified (tergantung pada cara dan maksud yang diinginkan). c. Catat dan cantumkan pada laporan cara pemadatan yang dilaksanakan. 2. Pemadatan tanah a. Sebelum dilaksanakan pemadatan, periksa dan catat kadar air tanah. b. - Pasang dan klem pelat alas pada silinder pemadatan dan juga pasang silinder sambungan. VIII-2

11 - Taruhlah pelat ganjal (spacer disk) dalam silinder di atas pelat dasar, kemudian taruhlah kertas filter di atas pelat ganjal. - Padatkan tanah lembab yang sudah dipersiapkan di dalam silinder pemadatan CBR, dengan cara sesuai dengan percobaan pemadatan dengan cara pemadatan standar cara A, sehingga akan diperoleh kepadatan maksimal dengan kadar air optimum. c. - Lepaskan silinder sambungan, potong dan ratakan tanah padat rata dengan permukaan silinder pemadatan. Bila perlu tambal lubang-lubang yang terjadi/ permukaan yang kasar sehingga didapat permukaan yang halus. - Lepaskan pelat alas dan ambil pelat ganjal. Timbang dan catat berat silinder dengan tanah di dalamnya untuk menghitung/menentukan berat volume tanah. 3. Merendam a. Letakkan selembar kertas filter di atas pelat alas (pelat alas berlubang - lubang). Baliklah silinder berisi tanah, letakkan di atas pelat alas dan diklem (tanah yang permukaannya rata dengan muka silinder diletakkan di atas kertas filter). Apabila direncanakan dilaksanakan mencari nilai CBR tanpa direndam lebih dulu, setelah ini langsung dikerjakan No. 4b. b. Letakkan selembar kertas filter di atas contoh tanah padat dalam silinder, kemudian taruhlah pelat berlubang-lubang dengan batang pengatur di atas kertas filter. Kemudian tambahlah di atasnya dengan pelat-pelat beban. Jumlah pelat beban diperhitungkan sesuai dengan beban (lap is permukaan jalan) di atas tanah yang nantinya akan terjadi, tetapi sekurang-kurangnya 2 buah (10 lb). c. - Silinder bersama tanah dan pelat-pelat beban direndam dalam bak air, sehingga air dapat meresap bebas dari bawah maupun dari atas. - Pasanglah tripod dan perlengkapan untuk percobaan pengembangan dan catatlah pembacaan awal pada arloji ukur. - Biarkan tanah dalam keadaan terendam untuk mengembang selama 96 jam, selama itu muka air harus di buat tetap. Catatlah VIII-3

12 pengembangan/perubahan pembacaan arloji ukur pada saat-saat : 0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 26, 48, 72, dan 96 jam. Waktu perendaman ini dapat dipersingkat untuk tanah berbutir halus atau untuk tanah berbutir kasar yang telah menghisap air, apabila tampak tidak lagi menunjukkan pengembangan. d. Setelah 96 jam, ambillah tripod pemegang arloji ukur dan keluarkan silinder dari air. Biarkan dan tiriskan selama 15 menit biar air diluar tanah mengalir. Bila perlu miringkan silinder agar air di atas tanah dapat keluar. Tetapi jaga dan hati-hati agar permukaan tanah tidak terganggu. e. Ambil pelat-pelat beban, pelat berlubang-lubang dan kertas filter kemudian timbang dan catat berat tanah bersama silinder. 4. Pelaksanaan Penetrasi a. Letakkan kembali pertama-tama pelat beban yang utuh agar tanah tidak melotot, kemudian pasang silinder pada mesin penetrasi. Aturlah piston penetrasi menempel tanah, kemudian tambahkan/pasang pelat-pelat beban (belah) lainnya seluruhnya yang tadi dipasang pada saat perendaman. b. Dalam hal pemeriksaan CBR pada benda uji tanpa perendaman, maka setelah pekerjaan 2c langsung taruhlah beban-beban di atas tanah dalam silinder, dengan jumlah beban yang sesuai dengan tekanan (berat lapisan perkerasan) yang akan bekerja pada tanahnya nanti, tetapi sekurang-kurangnya 2 buah pelat beban ( jumlah beratnya 2 x 5 lb = 10 lb). Kemudian pasang silinder pada mesin penetrasi dan atur piston penetrasi menempel muka tanah. c. Aturlah mesin penetrasi agar piston penetrasi sedikit menekan tanah, sehingga pada arloji terbaca tekanan sebesar 4,5 kg untuk menjamin kedudukan piston pada permukaan tanah kemudian aturlah arloji beban dan arloji penetrasi pada pembacaan nol. d. Kerjakan pembebanan mesin, sehingga piston mempunyai kecepatan penetrasi sekitar 1,27 mm/menit (0,05 inch/menit). Baca dan catat besarnya penetrasi dan beban penetrasi pada saat-saat penetrasi sebesar 0,64 mm; 1,27mm; 1,91 mm; 2,54 mm; 3,18 mm; 4,45 mm; 5,08 mm; 7,62 mm; 10,16 mm; dan 12,70 mm (atau berturut turut 0,025 ; 0,05 ; 0,075 ; 0,10 ; VIII-4

13 0,125 ; 0,15 ; 0,175 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; dan 0,5 ;). Catatlah beban penetrasi maksimum, apabila ternyata hal ini terjadi sebelum penetrasi 12,7 mm. e. - Keluarkan benda uji dari silinder, kemudian periksalah kadar air dari contoh yang diambil pada lapisan setebal 2,5 cm bagian atas benda uji. - Atau jika dikehendaki data kadar air rata-rata dari benda uji, ambillah contoh tanah dari bagian atas, bagian tengah dan bagian bawah benda uji. Banyaknya contoh tanah yang diambil untuk pemeriksaan kadar air tersebut sekurang-kurangnya 100 gram bila contoh tanah berbutir halus atau sekurangkurangnya 500 gram bila contoh tanah kasar. IV. PROSEDUR PELAKSANAAN Tanah disturb disaring Tanah disturb ditimbang sebanyak 4,5 kg Tanah disturb didiamkan selama 24 jam Tanah disturb ditambahkan air sesuai dengan kadar air yang diperoleh dari perhitungan Tanah disturb yang sudah didiamkan 24 jam, dituangkan di loyang besi Tanah disturb dipadatkan dengan menggunakan silinder pemadatan, sebelumnya diameter dan berat slinder dan penumbuknya diketahui VIII-5

14 Kemudian Tanah diratakan Tanah disturb yang telah dimasukkan kedalam slinder, ditumbuk dengan mortar sebanyak 56 kali Tanah yang sudah diratakan ditimbang dan dicatat beratnya Tanah disturb yang sudah diketahu beratnya, selanjutnya benda uji dimasukkan kedalam alat periksa CBR pada waktu T dibaca penurunan pada arloji Ambil sampel tanah untuk pengujian kadar air VIII-6

15 V. HITUNGAN 1. Grafik penetrasi dan tekanan penetrasi Hitunglah tekanan penetrasi = gaya/beban penetrasi dibagi luas piston penetrasi (= 3 Inch 2 = 19,35 cm 2 ). Gambarkan grafik hubungan antara penetrasi dan tekanan penetrasinya, dengan penetrasi sebagai absis dan tekanan sebagai ordinat. Ada kemungkinan grafik yang diperoleh, pada bagian awalnya tidak berupa garis lurus, maka dalam hal ini diadakan koreksi titik nolnya. 2. Nilai CBR a. Hitung nilai CBR (dinyatakan dalam persen) dari grafik yang telah dikoreksi, yaitu perbandingan antara tekanan penetrasi yang diperoleh terhadap tekanan tekanan penetrasi stanadr, sebagai berikut : - nilai tekanan penetrasi untuk penetrasi 2,54 mm (0,1 ) terhadap tekanan penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm 2 (1000psi), p1 CBR x 100(p1 dalam kg/cm 70,37 atau p1 CBR x 100 p1 dalam psi nilai tekanan penetrasi untuk penetrasi 5,08 mm (0,2 ) terh adap tekanan penetrasi standar yang esarnya 105,56 kg/cm 2 (1500 psi), p CBR 2 x 100 p kg/cm 2 dalam 105,56 atau p2 CBR x 100 p dalam psi ) 2 Juga hitung nilai CBR terhadap tekanan penetrasi maksimum, apabila hal ini terjadi pada penetrasi kurang dari 5,08 mm (0,2 ). b. Nilai CBR yang digunakan dan dilaporkan adalah nilai untuk penetrasi 0,1. c. Apabila dalam pemeriksaan ternyata nilai CBR untuk penetrasi 0,2 lebih besar dari nilai untuk 0,1, maka percobaan harus diulang. Dan apabila ternyata pada percobaan ulangan ini, nilai CBR untuk 0,2 tetap lebih besar VIII-7

16 dari yang untuk 0,1 ; maka nilai CBR yang digunakan adalah nilai CBR untuk 0,2. 3. Pengembangan Pengembangan yang terjadi dilaporkan (dalam persen), yaitu perbandingan antara jumlah tinggi pengembangan dibagi tinggi contoh semula x Dalam laporan catat/cantumkan antara lain hal-hal sebagai berikut : Catatan : a. Cara pemadatan yang dilaksanakan, yaitu pemadatan standar atau pemadatan modified dan juga cara yang dipakai, yaitu cara B atau cara D. b. Keadaan percobaan, yaitu direndam atau tidak direndam. c. Berat volume kering tanah sebelum direndam. d. Berat volume kering tanah sesudah direndam. e. Kadar air tanah, yang berupa : - kadar air sebelum dipadatkan - kadar air sesudah dipadatkan - kadar air lapisan atas benda uji setelah direndam, - kadar air rata-rata benda uji setelah direndam. f. Pengembangan tanah karena direndam (dalam persen). g. Nilai CBR tanah (disebutkan tanpa direndam atau dengan direndam). Ukuran silinder pemadatan CBR dengan toleransinya adalah diameter 6 0,005 (152,4 0,13 mm) dan tinggi 7 0,005 (177,8 0,13 mm). Sedang pelat ganjal berdiameter 15 5 inch (150,88 mm) dan tinggi 2,416 inch (61,4 mm). 16 Dengan dipasangnya pelat ganjal didalam silinder pemadatan, maka ukuran silinder akan sama dengan silinder pemadatan besar (lihat percobaan no.7), sehingga cara pemadatan dapat dilakukan baik cara standar maupun modified dengan cara C atau D. VIII-8

17 LEMBAR PRAKTIKAN VIII. UJI CBR LABORATORIUM Sketsa Alat Gambar 8. Mesin Penekan Hasil pengamatan Ukuran silinder : Penumbuk diameter = cm Berat penumbuk =..kg tinggi = cm Jumlah lapisan =..lapis volume = V = cm 3 Jumlah tumbukan tiap lapisan = Berat silinder Berat silinder + tanah basah Tanah basah Berat cawan kosong Berat cawan + tanah basah Berat cawan + tanah kering gram gram gram W 1 gram W 2 gram W 3 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok: Nama Praktikan : No. Mahasiswa: Asisten/Laboran Mahasiswa. VIII-9

18 Lampiran Data Penetrasi Beban Tekanan menit mm inch Pembacaan arloji P 1 (kg) P 2 =..x... Tekanan dikoreksi Dari grafik (psi) VIII-10

19 LEMBAR ASISTEN VIII. UJI CBR LABORATORIUM Sketsa Alat Gambar 8. Mesin Penekan Hasil pengamatan Ukuran silinder : Penumbuk diameter = cm Berat penumbuk =..kg tinggi = cm Jumlah lapisan =..lapis volume = V = cm 3 Jumlah tumbukan tiap lapisan = Berat silinder Berat silinder + tanah basah Tanah basah Berat cawan kosong Berat cawan + tanah basah Berat cawan + tanah kering gram gram gram W 1 gram W 2 gram W 3 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok: Nama Praktikan : No. Mahasiswa: Asisten/Laboran Mahasiswa. VIII-11

20 Lampiran Data Penetrasi Beban Tekanan menit mm inch Pembacaan arloji P 1 (kg) P 2 =..x... Tekanan dikoreksi Dari grafik (psi) VIII-12