: FAHMI YAHYA : DBD TEKNIK PERTAMBANGAN MAKALAH MEKANIKA 1.3. PENGUJIAN PEMADATAN TANAH 1.4. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI HASIL PEMADATAN

Transkripsi

1 NAMA : FAHMI YAHYA NIM : DBD TEKNIK PERTAMBANGAN Dosen Pengajar : SIANA DEWI ARTHA, ST TUGAS MAKALAH MEKANIKA TANAH 1.1. PEMADATAN 1.2. PRINSIP PEMADATAN 1.3. PENGUJIAN PEMADATAN TANAH 1.4. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI HASIL PEMADATAN 1.5. ISI SPESIFIKASI PEMADATAN MAKALAH MEKANIKA TANAH TANAH DI LAPANGAN 1.6. ALAT-ALAT PEMADATAN DAN 1

2 1.1. PEMADATAN Pengertian Pemadatan Pemadatan adalah peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis. Pertambahan berat volume kering sebagai akibat merapatnya partikel tanah yang diikuti dengan berkurangnya volume udara pada volume air tetap. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya dukung pondasi di atasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan dan meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankment) PRINSIP PEMADATAN Pada pemadatan tanah tanah semula akan diberi energy mekanis yang dinamis(berulang ulang) sehingga volume tanah berkurang yang kemudian nilai berat volume tanahnya bertambah. Pengurangan volume tanah terjadi karena volume udara termampatkan. Contoh yang banyak ditemui adalah roler (stum) pada pekerjaan pemadatan tanah jalan. Bentuk lain dari pengurangan volume tanah adalah dengan cara konsolidasi. Cara konsolidasi yaitu memberikan energy dengan beban yang diam dalam jangka waktu tertentu. Cara ini khusus untuk tanah-tanah kohesif. Derajat pemadatan suatu tanah diukur dalam berat volume kering. Pada saat pemadatan air berfungsi sebagai pelunak (softening agent). Pada mulanya saat kadar air 0% berat volume sama dengan berat volume kering. Jika kadar air bertambah maka berat volume akan bertambah pula, tapi pada batas tertentu (OMC dan MDD) apabila kadar air ditambah lagi berat volume akan menurun. Hal ini disebabkan apabila sudah padat diberi air lagi partikel tanah akan bergerak dan rongga akan diisi air. Untuk mengetahui berat volume kering maksimum, dilakukan uji lab proctot standar PENGUJIAN PEMADATAN TANAH Uji standard proctor / modified proctor Metode uji kerucut pasir ( sand cone) Metode uji balon karet Metode nuklir UJI PROCTOR 2

3 Proctor (1933), telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti anatra kadar air dan berat volume kering yang padat. Untuk berbagai jenis tanah pada umumnya salah satu nilai kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya Proctor mendefinisikan 4 variabel pemadatan tanah, yaitu : Usaha pemadatan Jenis tanah Kadar air Angka pori atau berat isi kering Pengujian terbagi atas 2, yaitu : - Standar Compaction Test - Modified Compaction Test 3

4 Gambar Alat Uji Proctor Prosedur uji Standar Proctor Contoh tanah diambil sebanyak ± 15 kg, dikeringkan dan kemudian dihaluskan dengan penumbuk kayu Di ayak dengan saringan No.4, dibagi kedalam 6 pan 2 buah pan ditambah air 50 dan 100 cc, 3 pan dijemur selama 30, 60 dan 90 menit; satu pan adalah tanah asli Penumbukan tanah dalam tabung dengan 3 tahap, tahapannya yaitu : Setelah percobaan selesai, tabung+tanah ditimbang = Wm + Ws = gram Analisis perhitungan : Berat isi tanah basah/ asli : γt = (Ws + Wm ) Wm Vm Ws, jika : Vm = Vs FAHMI YAHYA - TUGAS MAKALAHVm MEKANIKA TANAH Ws γt = Vs γt = 4

5 Dengan : γt = berat isi tanah basah/ asli Ws = berat tanah basah Wm = berat tabung Vs = isi tanah basah/ asli Vm = isi tabung Sebagian tanah dalam tabung diambil untuk dihitung kadar airnya. Berat isi kering tanah dapat dihitung : 100 γt, dengan 100 +w γd = γd = w dalam % γt 1 +w Dengan : γd = berat isi tanah kering (dry density) w = kadar air Pemadatan proctor modifikasi hampir sama dengan standar, hanya saja tinggi jatuh palu dan jumlah lapis tanah yang berbeda Kurva hasil percobaan pemadatan standar : 5

6 Pada saat derajat kejenuhan tanah S = 100% (rongga udara/ kadar udara = 0), persamaan berat volume kering (γd) adalah: γd = Gs γ w, dengan e = wg s 1 + wg s Berat volume kering setelah pemadatan, pada kadar air w dengan kadar udara A, dihitung dengan persamaan : γd = Gs (1 A)γ w 1 + wg s Hubungan berat volume kering tanah dengan tanpa rongga udara dan kadar air ditunjukkan dengan gambar : 6

7 Contoh soal : Tabel hasil uji pemadatan standar proctor : 1. No. percobaa n Kadar air (%) γ b (kn/m3) 1 17,5 20,6 2 15, ,4 21,2 4 10,01 21,3 5 8,92 20,4 6 7,4 18,9 Gambarkan kurva hasil percobaan 7

8 2. Tentukan kadar air optimum dan berat volume kering maksimum 3. Gambarkan garis garis kadar udara 0% dan 8%, bila Gs = 2,67 kurva hasil pemadatan : 8

9 Uji Rasio Daya Dukung California (CBR) Digunakan secara luas untuk evaluasi daya dukung subgrade / tanah dasar Menjadi standar oleh korps angkatan darat amerika untuk perencanaan perkerasan (pavement) yang fleksibel Selain laboratorium,bisa dilaksanakan untuk pengujian lapangan Jenis jenis CBR 1. CBR lapangan (field CBR) 1. Untuk perencanaan tebal perkerasan yang lapisan tanahnya sudah tidak dipadatan lagi Pemeriksaan dilakukan pada musim penghujan atau kondisi terburuk 3. Evaluasi kepadatan yang sudah dicapai CBR lapangan rendaman(u S CBR) 1. Memperoleh nilai CBR saat tanah mengalami pengembangan (swell) maksimum Pemeriksaan dilakukan dimusim kemarau 3. Pemeriksaan CBR dikakukan setelah pengembangan selesai CBR Laboratorium 9

10 Alat CBR laboratorium California Bearing Ratio merupakan suatu perbandingan antara beban percobaan (test load) dengan beban standar (standard load) dan dinyatakan dalam persentase Dinyatakan dengan persamaan : CBR = PT x100% PS Dimana : PT = beban percobaan (test load) PS = beban standar (standard load) CBR laboratorium dapat dibedakan atas 2 macam : 1. CBR laboratorium rendaman (soaked laboratory CBR) 2. CBR laboratorium tanpa rendaman (unsoaked laboratory CBR) Beban standar yang dipakai yaitu : 10

11 Penetra Beban Penetrasi Beban Beban si standar plunyer(in standar standar plunyer (lb) ) (kg) (kn) (in) 0,1 3,0 2,5 1,370 13,50 0,2 4,5 5,0 2,055 20,00 0,3 5,7 7,5 2,630 25,50 0,4 6,9 10,0 3,180 31,00 0,5 7,8 12,5 3,600 35,00 11

12 Hasil percobaan CBR 12

13 Contoh hitungan Dari suatu percobaan CBR di laboratorium diperoleh data data sebagai berikut : tentukan nilai CBR? Penetrasi (mm) Beban plunyer (kn) 0,625 0,32 1,250 0,78 1,875 1,19 2,500 1,51 3,750 1,96 5,000 2,26 6,250 2,50 7,500 2,64 Diplot dalam kurva berikut : 13

14 Setelah dikoreksi diperoleh hasil hasil sebagai berikut : Beban pada penetrasi = 2,500 mm Beban plunyer : PT = 1,70 kn Beban standar : PS = 13,50 kn PT 1,70 x100% = x100% = 12,59% PS 13,50 Beban pada penetrasi = 5,000 mm Beban plunyer = PT = 2,35 kn Beban standar : PS = 20,00 kn 2,35 CBR = x100% = 11,75% 20,00 CBR tanah = 12,59% CBR = 1.4. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI HASIL PEMADATAN A. Pengaruh Macam Tanah Macam tanah, seperti distribusi ukuran butir, bentuk butiran, berat jenis dan macam mineral lempung yang terdapat dalam tanah sangat berpengaruh pada berat volume maksimum dan kadar air optimumnya. 14

15 B. Pengaruh Usaha Pemadatan Energi pemadatan per volume satuan (E), dinyatakan dalam persamaan : E= N b N i WH V Dengan : 1.5. Nb = Jumlah pukulan per lapisan NI = Jumlah lapisan W = Berat pemukul H = Tinggi jatuh pemukul V = Volume mould SPESIFIKASI PEMADATAN TANAH DI LAPANGAN Tujuan pemadatan adalah untuk memperoleh stabilitas tanah dan memperbaiki sifat-sifat teknisnya. Oleh karena itu, sifat teknis timbunan sangat penting di perhatikan, tidak hanya kadar air dan berat volume keringnya. Terdapat dua kategori spesifikasi untuk pekerjaan tanah : 1. Spesifikasi hasil akhir dari pemadatan 2. Spesifikasi untuk cara pemadatan Untuk spesifikasi hasil akhir, kepadatan relative atau persen kepadatan tertentu dispesifikasikan (Kepadatan Relatif : adalah nilai banding dari berat volume kering dilapangan dengan berat volume kering maksimum dilaboratorium menurut percobaan standar, seperti Percobaan Standar Proctor atau Modeifikasi Proctor). Dalam spesifikasi hasil akhir ( Banyak digunakanpada proek-proyek jalan raya dan pondasi bangunan). Perlu diingat bahwa memadatkan tanah pada sisi basah optimum (wet side of optimum), umumnya menghasilkan kuat geser tanah hasil pemadatan lebih rendah bila dibandingkan dengan kadar air pada sisi kering optimum (dry side of optimum), Sifatsifat tanah yang lain seperti permeabilitas dan potensi kembang susut juga dipengaruhi oleh kadar air saat pemadatan. Karena itu, selain persen kepadatan ditentukan, rentang kadar air tanah yang akan dipadatkan sebaiknya juga ditentukan. Untuk spesifikasi cara pemadatan, macam dan berat mesin pemadat, jumlah lintasan serta ketebalan setiap lapisan juga ditentukan. Hal ini banyak dipakai untuk proyek pengerjaan tanah yang besar seperti bendungan. 15

16 Hampir semua pemadatan di lapangan menggunakan penggilas(rollers) jenis penggilas yang umum dipakai adalah : a. penggilas besi berpermukaan halus (atau penggilas bentuk drum), b. penggilas ban-karet (angin), c. penggilas kaki-kambing d. penggilas getar a. Penggilas besi berpermukaan halus cocok untuk meratakan permukaan tanah dasar (subgrades) dan untuk pekerjaan penggilasan akhir pada timbunan tanah pasir atau lempung. Penggilas tipe ini dapat memadatkan 100% luasan muka tanah yang diialui rodanya dengan tekanan kontak antara tanah dan roda sebesar antara 45 sampai 55 psi (antara 310 sampai 380 kn/m2). Penggilas tipe ini tidak cocok untuk pekerjaan yang menginginkan tingkat pemadatan yang tinggi pada lapisan yang tebal. b. Penggilas ban-karet dalam banyak hal masih lebih baik daripada penggilas besi berpermukaan halus. Penggilas ban-karet ini pada dasarnya merupakan sebh kereta bermuatan berat dan beroda karet yang tersusun dalam beberapa baris. Baris-baris ban karet ini berjarak dekat satu sama lain di mana pada setiap baris ban terdapat empat sampai enam buah ban. Tekanan kontak di bawah ban berkisar antara 85 sampai 100 psi. (585 sampai 690 kn/m2), dan baris-baris ban tersebut memadatkan antara 70 sampai 80% luasan tanah yang dilalui penggilas. Penggilas ban-karet ini dapat digunakan pada pemadatan tanah tanah pasir dan lempung. Pemadatan dicapai dari kombinasi antara tekanan dan "kneading action" (pemadatan dengan diremas-remas). c. Penggilas getar sangat berfaedah untuk pemadatan tanah berbutir (pasir, kerikil, dan sebagainya). Alat getar dapat saja dipasang pada penggilas besi berpermukaan halus, penggilas ban-karet, atau pada penggilas kaki-kambing untuk menghasilkan getaran pada tanah. Pada Gambar 3 ditunjukkan dari prinsip-prinsip dari penggilas getar. Getaran dihasilkan dari berputarnya suatu beban yang tidak sentris. 16

17 Pelat penggetar yang dioperasikan dengan tangan sangat efektif dalam pemadatan tanah berbutir bila ruang gerak yang tersedia sangat terbatas. Model pelat penggetar seperti ini ada yang dilengkapi dengan mesin yang menggetarkan beberapa pelat sekaligus. dapat Mesin seperti ini dapat digunakan ditempat -tempat di mana ruang geraknya lebih leluasa tetapi tidak cukup leluasa untuk penggilas getar yang besar. d. Penggilas kaki-kambing adalah berupa silinder (drum) yaiig mempunyai banyak kaki-kaki yang menjulur keluar dari drum. Kaki-kaki ini mempunyai luas proyeksi penampang sekitar 4 sampai 13 in2 (25 sampai 85 cm2 ). Alat ini saiigat efektif untuk memadatkan tanah lempung. Tekanan kontak di ujung kaki-kaki kambing dapat mencapai antara 200 sampai 1000 psi ( 1380 sampai 6900 knm2 ). Pada waktu pemadatan di lapangan, mula-mula pada awal lintasan bagian tanah yang dipadatkan ialah bagian sebelah bawah dari "lift". Catatan: suatu timbunan tanah tidak langsung setinggi timbunan tersebut, tetapi dihamparkan selapis demi selapis dan setiap lapisan itu dipadatkan dengan baik. Setiap lapisan disebut "lift".) Pada lintasan-lintasan berikutnya barulah tanah di bagian tengah dan atas dari lift ikut terpadatkan. Hal-hal lain yang perlu diperhatikan dalam mendapatkan berat volume pemadatan yang diinginkan di lapangan, yaitu :. tebal "lift" (satu lapisan tanah yang dipadatkan), intensitas tekanan yang dihasilkan oleh alat pemadat, dan besar luasan muka tanah dimana tekanan itu bekerja. Sebabnya ialah bahwa tekanan yang diberikan pada permukaan tanah akan berkurang menurut kedalamanannya, jadi tingkat pemadatan tanah juga berkurang menurut kedalamannya. Selama pemadatan, berat volume kering dari tanah juga berubah menurut banyaknya jumlah lintasan tanah terhadap jumlah lintasan penggilas. Gambar 5a menunjukkan kurva kepadatan tanah terhadap jumlah lintasan penggilas pada tanah lempung berlanau. Berat volume kering dari tanah pada kadar air tertentu akan meningkat (dengan makin bertambahnya jumlah lintasan penggilas) sampai pada kira kira suatu titik tertentu. Setelah itu, kepadatan tanah akan menjadi konstan. Umumnya, kira-kira 10 sampai 15 lintasan sudah akan menghasilkan berat volume kering maksimum yang secara ekonomis dapat dicapai. 17

18 1.6. ALAT-ALAT PEMADATAN DAN PROSEDUR PEMADATAN Alat-alat pemadat Macam alat penggilas (pemadat) yang akan dipakai bergantung pada tipe tanah yang akan dipadatkan. Penggilas roda halus atau roda drum (smooth wheel,smooth drum ruller) dapat memadatkan tanah 100 % di bawah rodanya. Penggilas PENEUMATIK, atau penggilas roda karet (pneumatic tire roller) dapat menggilas 80% dari total area.saat ini yang paling banyak dipakai adalah penggilas kaki kambing (sheeps foot roller ). Steel Wheel and a Pneumatic Tire Roller Working Side-by-Side. 18

19 Used pneumatic tyre roller Sakai TS150 19

20 20

21 DAFTAR PUSTAKA 21

22 Dinata, Surya. Pengujian Pemadatan Tanah. sa=t&rct=j&q=pengujian%20pemadatan %20tanah&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CDcQFjAF&url=http%3A%2F %2Fsuryaadinatamt.files.wordpress.com%2F2011%2F07%2Fbab-iipemadatan_bahan-kuliah-mekanika-tanah1.doc&ei=GriGUKXKAZGqrAfJwoGgCA&usg=AFQjCNHtRtQzMIEQSjPtD1LJvY AvL6Iykg (Di download pada tanggal 21 Oktober 2012) Maranto, Frunias. Pemadatan Tanah sa=t&rct=j&q=pemadatan %20tanah&source=web&cd=12&cad=rja&sqi=2&ved=0CFMQFjAL&url=http%3A %2F%2Fruniasmaranto.lecture.ub.ac.id%2Ffiles%2F2012%2F05%2FPemadatanTanah.pdf&ei=1auGUKfaIsTSrQeYlYGgAw&usg=AFQjCNGNXSUGH30Owt8S1L FeLrc8RjNT3g (Di download pada tanggal 21 Oktober 2012) Muhtadi, Fadi. Pemadatan Tanah. sa=t&rct=j&q=pemadatan %20tanah&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CBwQFjAA&url=http%3A%2F %2Fadhimuhtadi.dosen.narotama.ac.id%2Ffiles %2F2011%2F04%2F05_PEMADATAN_TANAH.ppt&ei=cNaGUPDmKcnKrAex64 GwAQ&usg=AFQjCNE9MmnZJRwG184ETlwyZOgLR4ct2w (Di download pada tanggal 21 Oktober 2012) Parisi, Daus. Pemadatan Tanah. (Di download pada tanggal 21 Oktober 2012) Vidayanti, Desiana MT. Diposkan oleh Super Aidie Pemadatan Tanah. (Di download pada tanggal 21 Oktober 2012) 22