Buku 2 : RKPM (Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan) Modul Pembelajaran Pertemuan ke 5 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
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 5 Dapat melakukan dan menjelaskan kegiatan pengujian: Daya Dukung Tanah, Sifat dan Karakteristik Tanah Pengujian di lapangan: (1) Daya Dukung Tanah a. Sand Cone b. CPT/Sondir (2) Sifat & Karakteristik Tanah a. Speedy Pretest Skoring 0 100 (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 http://elisa.ug m.ac.id/comm unity/show/pr aktikummekanikatanah/#!/secti on/15878/135 5889486 1
Prosedur Uji Sandcone XIII. PEMERIKSAAN KEPADATAN TANAH LAPANGAN (SAND CONE) (ASTM D 1556-00) I. MAKSUD Maksud percobaan ini adalah memeriksa/menentukan kepadatan tanah di lapangan. Cara ini digunakan terbatas untuk tanah yang butir terbesarnya tidak lebih dari 50,80 mm (2 inch). Catatan : - umumnya digunakan untuk memeriksa kepadatan tanah dari tanah yang dipadatkan. - kepadatan tanah adalah berat volume keringnya. II. BENDA UJI Benda uji berupa tanah asli dari lapangan yang diambil sampai kedalaman ± 10 cm dengan diameter sesuai diameter kepala dorong. III. ALAT 1. Alat kerucut pasir yang terdiri atas : - botol (dari gelas atau plastik) kapasitas 4 liter yang akan diisi pasir. - Kran yang dapat dibuka-tutup dengan lubang 1,27 cm (1/2 inch). - Corong berupa kerucut tinggi 135,50 cm (53/8 inch) dan diameter dasar 16,51 cm ( 6 ½ inch). - Plat dasar 30,48 x 30,48 (12 inch 2 ) 2. Bahan pembantu : Pasir bersih, kering, tanpa bahan ikat, sehingga dapat mengalir bebas dengan ukuran butir lewat saringan nomor 10 ( 2mm ) dan tertahan saringan no. 200 (0,75 mm). Pasir ini perlu ditentukan/diketahui berat volumenya sebelum dipakai pada percobaan. XIII-1
Prosedur Uji Sandcone 3. Timbangan 1 buah kapasitas 10 kg dengan ketelitian 1 gram 1 buah kapasitas 500 gram dengan ketelitian 0,1 gram. 4. Alat-alat pembantu Palu, pahat, sendok untuk membuat lubang pada tanah juga kaleng dan sebagainya, termasuk kuas. 5. Alat-alat perlengkapan memeriksa kadar air (BAB I). Alat Uji Sand Cone IV. PELAKSANAAN 1. Sebelum pelaksanaan pemeriksaan, yang perlu sudah diketahui adalah : a. berat volume pasir γ o gr/cm 3. b. Berat pasir yang akan mengisi kerucut dan lubang pelat dasar = Wo cm 3. 2. Memeriksa kepadatan tanah lapangan a. Isilah botol dengan pasir secukupnya. Timbanglah berat botol bersama pasir = W 1 gram. b. Persiapkan permukaan tanah yang akan diperiksa, sehingga diperoleh bidang rata dan datar. Letakkan pelat dasar di atas tanah, buat tanda batang lubang pelat pada tanah. c. Buat/gali lubang pada tanah di dalam tanda batas yang telah dibuat. Kerjakan secara hati-hati, hindarkan terganggunya tanah disekitar dinding/dasar XIII-2
Prosedur Uji Sandcone lubang. Perlu sangat hati-hati untuk tanah yang mudah longsor (tanah non kohesif). d. Kumpulkan/masukkan semua tanah hasil galian (jangan ada yang tercecer) dalam kaleng tertutup yang telah diketahui beratnya (berat kaleng kosong bersama tutupnya = W 2 gram). Kemudian timbang kaleng dengan tutupnya yang berisi tanah = W 3 gram. e. Dengan pelat dasar terletak di atas tanah. Letakkan botol pasir dengan corongnya menghadap ke bawah di tengah pelat dasar. Buka kran dan tunggu sampai pasir berhenti mengalir mengisi lubang dan corong, kemudian tutup kran. f. Tutup botol bersama corong dengan pasir yang masih dalam botol ditimbang = W 4 gram. g. Ambil sebagian tanah dalam kaleng dan diperiksa kadar airnya, misal didapat kadar air = ω V. PROSEDUR PELAKSANAAN Timbanglah berat botol bersama pasir Pilih dan bersihkan lokasi Gali lubang sedalam 7 15 cm Letakkan plat dasar diatas tanah XIII-3
Prosedur Uji Sandcone Timbang tanah galian Letakkan plastik sebelum dituang sand cone Tuangkan sand cone yang sudah diketahui berat awalnya Sand cone ditimbang kembali Masukkan tanah galian kedalam Oven Timbang kembali tanah yang sudah dikeringkan dari Oven, XIII-4
Prosedur Uji Sandcone VI. HITUNGAN Kepadatan tanah = berat volume kering tanah = γ k γo W 3 W 2 = 1 + ω W1 W 4 Wo Penjelasan rumus : γ k γ = 1+ ω dimana W γ = V W = berat tanah basah dari lubang = W 3 W 2 V = volume tanah = volume lubang = volume pasir yang mengisi = lubang. Wpasir γ o W pasir = W 1 W 4 Wo Catatan : 1. Selama pengisian pasir dalam lubang hindarkan adanya getaran-getaran, karena nilai γ o dan Wo tidak akan tepat. 2. Ukuran volume lubang benda uji untuk menentukan kadar air sekurangkurangnya adalah adalah seperti di bawah. Butir tanah terbesar 4,75 mm (saringan no 4) 12,50 mm 25,00 mm 50,00 mm Volume minimum lubang galian (cm 3 ) 700 1.400 2.100 2.800 Benda uji untuk kadar air (gram) 100 250 500 1.000 3. Nilai berat volume pair yang digunakan = γ o dan berat yang akan mengisi kerucut Wo, perlu ditentukan terlebih dulu setiap penggantian pasir yang akan digunakan atau jika keadaannya sudah berubah misalnya karena kotor. Cara menentukan adalah sebagai berikut : a. Menentukan volume botol (termasuk lubang sebelum kran) - Timbang botol kosong dan kering bersama corongnya = W 5 gram. XIII-5
Prosedur Uji Sandcone - Dirikan botol dengan corong menghadap ke atas, kemudian isi air sampai di atas kran. Kemudian tutup kran dan bersihkan/keringkan keebihan air dalam corong. - Timbang botol yang terisi air = W 6 gram. - Maka volume botol = W W γ 6 5 3 v 1 = cm w Berat jenis air γ w praktis dapat diambil = 1 gram/cm 3. Tetapi akan lebih teliti bila diukur temperatur air dan berat jenis air sesuai dengan suhunya, dapat dilihat pada daftar. - Pengukuran volume botol ini perlu dilakukan 2 atau 3 kali dan selisih hasilnya masing-masing jangan lebih dari 3 cm 3. Ulangi lagi kalau selisihnya terlalu besar. b. Menentukan berat volume pasir yang akan dipakai. - Dirikan botol kosong (kering) dengan corongnya menghadap ke atas pada bidang rata, mendatar dan kokoh. Kemudian isikan pasir dalam corong. - Bukalah kran, isi botol sampai penuh dan selama pengisian tuang pasir pada corong sehingga corong selalu terdapat pasir lebih dari separuhnya. - Tutup kran dan bersihkan kelebihan pasir dalam corong (di atas kran). - Timbanglah botol yang terisi pasir = W 7 gram dan hitunglah berat W7 W volume pasir : γ o = v1 6 c. Mengukur berat pasir yang akan mengisi corong. - Isi botol dengan pasir secukupnya, tutup kran dan timbanglah berat botol yang terisi pasir = W 4. - Letakkan plat dasar pada suatu bidang rata dan mendatar. Kemudian letakkan botol dengan corongnya ke bawah di atas plat dasar tersebut. - Buka kran dan biarkan pasir mengalir sampai berhenti. - Tutup kran kemudian timbang alat dengan sisa pasir yang tidak mengalir = W 5 gram. - Hitung berat pasir pengisi corong = Wo = W 5 W 4. XIII-6
Prosedur Uji Sandcone Sketsa Alat LEMBAR PRAKTIKAN XIII. UJI KEPADATAN TANAH LAPANGAN (SAND CONE) Alat kerucut pasir Hasil pengamatan Kepadatan pasir =.gms/cc Volume kerucut =.cm 3 1 Berat sand cone + pasir W 1 gram 2 Berat sand cone + pasir sisa W 2 gram 3 Berat pasir di kerucut W 4 gram 4 Berat tanah dari lubang galian W 6 gram 5 Berat cawan + tanah basah W 8 gram 6 Berat cawan + tanah kering W 9 gram 7 Berat cawan W 11 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok : Nama Praktikan : No. Mahasiswa: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. Asisten/Laboran Mahasiswa. XIII-7
Prosedur Uji Sandcone Lampiran Data lab lab XIII-8
Prosedur Uji Sandcone LEMBAR ASISTEN XIII. UJI KEPADATAN TANAH LAPANGAN (SAND CONE) Sketsa Alat Alat kerucut pasir Hasil pengamatan Kepadatan pasir =.gms/cc Volume kerucut =.cm 3 1 Berat sand cone + pasir W 1 gram 2 Berat sand cone + pasir sisa W 2 gram 3 Berat pasir di kerucut W 4 gram 4 Berat tanah dari lubang galian W 6 gram 5 Berat cawan + tanah basah W 8 gram 6 Berat cawan + tanah kering W 9 gram 7 Berat cawan W 11 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok : Nama Praktikan : No. Mahasiswa: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. Asisten/Laboran Mahasiswa. XIII-9
Prosedur Uji Sandcone Lampiran Data lab lab XIII-10
Prosedur Uji Sondir XVIII. SONDIR (Cone Penetration Test) ASTM D 3441-98 I. TUJUAN : Untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras dan sifat daya dukung maupun daya lekat setiap kedalaman. Dimana perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ukuran konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas (Kg/cm 2 ). Hambatan lekat (HL) adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang (kg/cm). II. ALAT 1. Mesin sondir ringan (2 Ton) atau mesin sondir berat (10 Ton). 2. Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam, sesuai dengan kebutuhan dengan panjang masing-masing 1 meter. 3. Manometer 2 buah dengan kapasitas : a. Sondir ringan 0 sampai 50 Kg/cm 2 dan 0 sampai 250 Kg/cm 2. b. Sondir berat 0 sampai 50 Kg/cm 2 dan 0 sampai 600 Kg/cm 2. 4. Konus dan batang konus. 5. 4 buah angker dengan perlengkapannya. 6. Kunci pipa, kunci Inggris dan kunci-kunci lainnya dan alat-alat pembersih. 7. Oil SAE 20. 8. 4 buah besi kanal (panjang 2 buah dan pendek 2 buah). XVIII-1
Prosedur Uji Sondir Sondir 2 Ton Sondir 10 Ton Angker, Kunci Pipa, Konus, dll. III. PELAKSANAAN 1. Bersihkan lokasi sekitar sondir dari rerumputan dan batu-batuan, sehingga terdapat permukaan yang rata. 2. Pasang angker dan aturlah mesin sondir bisa berdiri vertikal tempat yang akan diperiksa dan pasang manometer. XVIII-2
Prosedur Uji Sondir 3. Isi mesin sondir dengan oil SAE 20. Usahakan pengisian oil sondir sampai bebas udara. 4. Pasang konus atau batang konus tersebut pada ujung pipa sondir pertama. 5. Pasang rangkai pertama beserta konus tersebut pada mesin sondir. 6. Siapkan alat-alat untuk pembacaan antara lain tutup kran-kran dan jarum manometer harus pada posisi 0. 7. Kemudian kran pada manometer 0 60 Kg/cm 2 dan 0 250 Kg/cm 2 dibuka dan mulai penekanan. Umumnya konus/batang konus mencapai kedalaman 20 cm, manometer dibaca, mula-mula perlawanan tanah konus untuk penekanan 4 cm ke bawah sampai 20 cm akan didapat pembacaan tahan (JP) yaitu perlawanan penetrasi konus (PK) dan hambatan lekat (HL). Pembacaan manometer yaitu saat terjadi loncatan pada jarum manometer. 8. Kemudian dilakukan penekanan untuk kedalaman 20 cm berikutnya. Kemudian ulangi lagi pembacaan tekanan konus atau batang konus pada pembacaan total. 9. Harus diperhatikan bila tanahnya makin keras dan pembacaan PK + JP mendekati 90 Kg/cm 2 dilakukan pergantian manometer dengan jalan menutup kran manometer 0 60 Kg/cm 2 pindah manometer 0 250 Kg/cm 2. 10. Pembacaan PK dan Jp dilakukan tiap 20 cm dan seterusnya. Pembacaan dihentikan sampai didapat pembacaan PK tiga kali berturut-turut melebihi 200 Kg/cm 2 atau sampai kedalaman 30 meter. 11. Apabila sampai konus tidak memakai batang konus maka pembacaan manometer hanya dilakukan pada penekanan pertama (PK). Penekanan dilakukan pada setiap penekanan pipa sedalam 20 cm. 12. Untuk sondir berat pada waktu tekanan manometer tiga kali berturut-turut melebihi 500 Kg/cm 2 atau kedalaman maksimum 30 meter dihentikan. XVIII-3
Prosedur Uji Sondir IV. PROSEDUR PELAKSANAAN Rakit alat Sondir pada lokasi yang telah ditentukan Pasang angkur dan mesin sondir Kran pada manometer 0-60kg/cm² dan 0-250kg/cm² di buka dan mulai. Menekan batang konus sampai kedalaman 20 cm, baca manometer Pasang konus atau batang konus pada ujung pipa pertama Lakukan penekanan untuk kedalaman 20 cm berikutnya Angkat batang konus lalu tentukan lapisan tanah XVIII-4
Prosedur Uji Sondir V. HITUNGAN Hambatan lekat dihitung dengan rumus : H = Buatlah grafik ( JP - PK) A/B A = Tahapan pembacaan 20 cm luas konus B = Faktor alat = = 10 cm luas daerah Jumlah hambatan lekat : JHP = I. HL I = kedalaman yang dicapai konus a. Perlawanan penetrasi konus (PK) terhadap kedalaman. b. Jumlah hambatan lekat terhadap kedalaman. Catatan : 1. Keuntungan yang diperoleh dari alat sondir ini adalah : a. Dapat dengan cepat menentukan lapisan tanah. b. Dapat memperkirakan perbedaan lapisan tanah. c. Dapat digunakan untuk menghitung daya dukung tiang dengan menggunakan rumus empiris. d. Cukup baik untuk digunakan pada lapisan tanah lempung. 2. Kerugiannya : a. Jika terdapat butiran-butiran kerikil (keras) dapat memberikan hasil yang salah. b. Tidak dapat mengetahui jenis tanah secara langsung. Cara langsung. Jika mesin sondir dan konis tidak lurus maka hasil yang diperoleh meragukan. XVIII-5
Prosedur Uji Sondir LEMBAR PRAKTIKAN XVIII. UJI SONDIR C O N E P E N E T R A T IO N T E S T P ro je c t : W e ather : L o ca tio n : D ate : T est n o. : T es ted b y : E lev a tion : M.A.T : D e pth q c q c + q f qf ft F R D ep th q c qc + q f qf ft F R (m ) k g/c m 2 kg /c m 2 kg /cm 2 kg/c m % (m ) kg /cm 2 kg /c m 2 kg /cm 2 kg/c m % 0.00 1 0.2 0 0.20 1 0.4 0 0.40 1 0.6 0 0.60 1 0.8 0 0.80 1 1.0 0 1.00 1 1.2 0 1.20 1 1.4 0 1.40 1 1.6 0 1.60 1 1.8 0 1.80 1 2.0 0 2.00 1 2.2 0 2.20 1 2.4 0 2.40 1 2.6 0 2.60 1 2.8 0 2.80 1 3.0 0 3.00 1 3.2 0 3.20 1 3.4 0 3.40 1 3.6 0 3.60 1 3.8 0 3.80 1 4.0 0 4.00 1 4.2 0 4.20 1 4.4 0 4.40 1 4.6 0 4.60 1 4.8 0 4.80 1 5.0 0 5.00 1 5.2 0 5.20 1 5.4 0 5.40 1 5.6 0 5.60 1 5.8 0 5.80 1 6.0 0 6.00 1 6.2 0 6.20 1 6.4 0 6.40 1 6.6 0 6.60 1 6.8 0 6.80 1 7.0 0 7.00 1 7.2 0 7.20 1 7.4 0 7.40 1 7.6 0 7.60 1 7.8 0 7.80 1 8.0 0 8.00 1 8.2 0 8.20 1 8.4 0 8.40 1 8.6 0 8.60 1 8.8 0 8.80 1 9.0 0 9.00 1 9.2 0 9.20 1 9.4 0 9.40 1 9.6 0 9.60 1 9.8 0 9.80 2 0.0 0 10.0 0 XVIII-6
Prosedur Uji Sondir Depth (m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 XVIII-7
Prosedur Uji Sondir LEMBAR ASISTEN XVIII. UJI SONDIR C O N E P E N E T R A T IO N T E S T P ro je c t : W e ather : L o ca tio n : D ate : T est n o. : T es ted b y : E lev a tion : M.A.T : D e pth q c q c + q f qf ft F R D ep th q c qc + q f qf ft F R (m ) k g/c m 2 kg /c m 2 kg /cm 2 kg/c m % (m ) kg /cm 2 kg /c m 2 kg /cm 2 kg/c m % 0.00 1 0.2 0 0.20 1 0.4 0 0.40 1 0.6 0 0.60 1 0.8 0 0.80 1 1.0 0 1.00 1 1.2 0 1.20 1 1.4 0 1.40 1 1.6 0 1.60 1 1.8 0 1.80 1 2.0 0 2.00 1 2.2 0 2.20 1 2.4 0 2.40 1 2.6 0 2.60 1 2.8 0 2.80 1 3.0 0 3.00 1 3.2 0 3.20 1 3.4 0 3.40 1 3.6 0 3.60 1 3.8 0 3.80 1 4.0 0 4.00 1 4.2 0 4.20 1 4.4 0 4.40 1 4.6 0 4.60 1 4.8 0 4.80 1 5.0 0 5.00 1 5.2 0 5.20 1 5.4 0 5.40 1 5.6 0 5.60 1 5.8 0 5.80 1 6.0 0 6.00 1 6.2 0 6.20 1 6.4 0 6.40 1 6.6 0 6.60 1 6.8 0 6.80 1 7.0 0 7.00 1 7.2 0 7.20 1 7.4 0 7.40 1 7.6 0 7.60 1 7.8 0 7.80 1 8.0 0 8.00 1 8.2 0 8.20 1 8.4 0 8.40 1 8.6 0 8.60 1 8.8 0 8.80 1 9.0 0 9.00 1 9.2 0 9.20 1 9.4 0 9.40 1 9.6 0 9.60 1 9.8 0 9.80 2 0.0 0 10.0 0 XVIII-8
Prosedur Uji Sondir Depth (m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 XVIII-9
Prosedur UJi Speedy XIV. SPEEDY I. MAKSUD: Maksud percobaan adalah untuk menentukan kadar air dalam waktu ± 3 menit. II. ALAT: 1. Seperangkat alat speedy termasuk pembanding. 2. Karbit. 3. Neraca. III. PELAKSANAAN: 1. Contoh tanah diambil dari hasil pengujian sand cone yang telah disiapkan, ditimbang dengan neraca timbang dengan beban normal. 2. Tanah dimasukkan kedalam alat beserta karbit ± 1-2 sendok. 3. Masukkan 2 bola baja. 4. Diputar ± 3 menit. 5. Sifat karbit yang memuai bila terkena air akan terlihat nilainya pada jarum penunjuk angka maksimal. 6. Catat hasilnya kemudian bandingkan dengan daftar untuk mencari nilai kadar airnya. Gambar Alat Speedy XIV-1
Prosedur UJi Speedy IV. PROSEDUR PELAKSANAAN: Masukkan tanah hasil uji sand cone ke neraca speedy hingga seimbang Masukkan tanah yang telah ditimbang ke dalam tabung speedy Masukkan 2 buah bola baja ke termos speedy Tambahkan 2 sendok karbit Tutup rapat tabung speedy, kocok selama 3 menit Baca angka pada manometer speedy yang menujukkan kadar air tanah XIV-2