Download Mekanika Tanah Dasar 2020 and more Lab Reports Soil Mechanics and Foundations in PDF only on Docsity!
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia NAMA PRAKTIKAN : Almira Putri Nurindra 2006520595 Tioma Rebeckha Debora 2006573550 Annisa Nur Prastia 2006471580 KELOMPOK : R-MTD- 21 TANGGAL PRAKTIKUM : Minggu, 7 November 2021 JUDUL PRAKTIKUM : Atterberg Limits ASISTEN : Wanita Nahdah PARAF DAN NILAI : A. LIQUID LIMITS I. PENDAHULUAN A. Standar Acuan dan Referensi ASTM D 44318 “ Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils ” AASHTO T 89 “ Determining the Liquid Limit of Soils ” SNI 1967:2008 “Cara uji penentuan batas cair tanah” B. Maksud dan Tujuan Percobaan Mencari kadar air pada liquid limit (batas cair) dari sampel tanah. Hasil uji batas cair ini dapat diterapkan untuk menentukan konsistensi perilaku material dan sifatnya pada tanah kohesif, dimana konsistensi tanah tergantung dari nilai batas cairnya. Disamping itu, nilai batas cair ini dapat digunakan untuk menentukan nilai indeks plastisitas tanah yaitu nilai batas cair dikurangi dengan nilai batas plastis. C. Alat – alat dan Bahan a. Alat
- Alat Cassagrande
- Standard grooving toll
- Can
- Spatula
- Mangkuk porselin
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
- Oven
- Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
- Botol penyemprot b. Bahan
- Sampel tanah lolos saring No. 40 ASTM sebanyak ± 1 kg
- Air suling Gambar 1. Peralatan praktikum liquid limit : a) Alat cassagrande ; b) standard grooving tool; c) can; d) Alat penyemprot Sumber: (Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah, 2017) c. Teori dan Rumus yang Digunakan Di dalam laboratorium, liquid limit didefinisikan sebagai kadar air dimana sampel tanah yang telah dimasukkan pada alat cassagrande , dibuat celah di tengahnya dengan standard grooving tool lalu alat cassagrande diputar dengan kecepatan 2 ketukan per-detik dan tinggi jatuh 10 mm, sehingga pada ketukan ke-25 sampel tanah yang digores dengan grooving tool merapat sepanjang 0,5 inch. Dalam batas cair kita mempelajari kadar air dalam keadaan tertentu. Dalam hal ini hanya dipelajari/ diuji dalam tiga keadaan, yaitu batas cair, batas plastis, dan batas susut dari tanah, atau secara skematis diwakili pada sebuah diagram yaitu:
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia dibutuhkan untuk menutup celah sepanjang 12,7 mm pada dasar cawan, sesudah 25 kali pukulan, didefinisikan sebagai batas cair tanah tersebut. Gambar 3 Skema Alat Uji Batas Cair Sumber : Hardiyatmo, Mekanika Tanah 1 (2002) Karena sulitnya mengatur kadar air pada waktu celah menutup pada 25kali pukulan, maka biasanya percobaan dilakukan beberapa kali, yaitu dengan kadar air yang berbeda dengan jumlah pukulan yang berkisar antara 15 sampai 35. Kemudian, hubungan kadar air dan jumlah pukulan digambarkan dalam grafik semi logaritmik untuk menentukan kadar air pada 25 kali pukulan terlihatpada gambar 4. Gambar 4 Kurva pada penentuan batas cair tanah lempung Sumber : Hardiyatmo, Mekanika Tanah 1 (2002)
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kemiringan dari garis dalam kurva didefinisikan sebagai indeks aliran ( flow index ) dan dinyatakan dalam persamaan: 𝐼𝐹 =
dengan, IF = indeks aliran w1 = kadar air (%) pada N1 pukulan w2 = kadar air (%) pada N2 pukulan Perhatikan bahwa nilai w1 dan w2 dapat ditukarkan untuk memperoleh nilai positifnya, walaupun kemiringan kurva sebenarnya negatif. Dari banyak uji batas-cair, Waterways Experiment Station di Vicksburg Mississipi (1949), mengusulkan persamaan batas cair: 𝐿𝐿 = 𝑤𝑁
𝑡𝑔𝛽 dengan, N= jumlah pukulan, untuk menutup celah 0,5 in (12,7 mm) 𝑤𝑁=kadar air 𝑡𝑔𝛽 = 0,121 (tetapi 𝑡𝑔𝛽 tidak sama dengan 0,121 untuk semua jenis tanah) Hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan digambarkan dalam grafik semi-logaritma. Dari pasangan data tersebut ditarik suatu hubungan linear yang terbaik ( best-fit straight line ) yang disebut dengan flow curve. Kadar air dengan 25 pukulan dari flow curve akan ditetapkan sebagai batas cair tanah.Kemiringan garis lurus dalam flow curve disebut sebagai flow index (FI). Keterbatasan metode Cassagrande telah diidentifikasi oleh
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 7
II. PRAKTIKUM
A. Persiapan Praktikum
- Menyiapkan tanah lolos saring no. 40 ASTM, dengan kondisi kering udara.
- Memastikan kebersihan alat-alat.
- Mengkalibrasi timbangan yang akan digunakan.
- Menyiapkan botol penyemprot dan air suling.
- Menyiapkan dan mengeringkan can yang diperlukan. B. Jalannya Praktikum
- Memasukkan sampel tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian mencampur dengan air suling dan aduk dengan spatula hingga tanah menjadi homogen.
- Memasukkan sampel tanah ke dalam mangkuk cassagrande selapis demi selapis dan diusahakan tidak ada udara di antara setiap lapisan dengan spatula. Tebal tanah yang dimasukkan kurang lebih hingga setebal 0.5 inch pada bagian tengahnya.
- Membuat celah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk cassagrande dengan menggunakan grooving tool dalam arah tegak lurus mangkuk, dilakukan dengan hati-hati agar tidak terjadi retak pada bagian bawahnya (gambar 1.3). Gambar 7. Membuat celah dengan grooving tool
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 8 Sumber: (Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah, 2017)
- Menjalankan alat cassagrande dengan kecepatan konstan 2 putaran per-detik dan tinggi jatuh 1 cm, dilakukan hingga tanah tepat merapat sepanjang 0.5 inch. Selanjutnya hentikan alat cassagrande dan catat jumlah ketukan (gambar 1.4). Gambar 8. Tanah yang merapat sepanjang ½ inch Sumber: (Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah, 2017)
- Menimbang can terlebih dahulu, lalu mengambil sebagain tanah dalam mangkuk cassagrande dan masukkan ke dalam can dan kemudian menimbang berat can + tanah. Terakhir, memasukkan can + tanah ke dalam oven.
- Mengulangi seluruh Langkah diatas untuk lima sampel dan dengan nilai ketukan antara 10 hingga 50 ketukan, hal ini dibantu dengan cara menambahkan air suling atau menambahkan tanah.
- Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, sampel tanah dikeluarkan dari oven dan timbang kembali.
- Menghitung kadar airnya. III. PENGOLAHAN DATA A. Data Hasil Praktikum Tabel 1. Data Liquid Limit (Batas Cair)
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 10
Tabel 2. Perhitungan Kadar Air Batas Cair LIQUID LIMIT DETERMINATION Can No. 1 2 3 4 Weight of wet soil + can 33,93 31,57 30,50 26, Weight of dry soil + can 23,19 22,46 21,64 17, Weight of can 8,03 8,81 8,19 4, Weight of dry soil 15,16 13,65 13,45 13, Weight of moisture 10,74 9,11 8,86 8, Water content (%) 70,84 66,74 65,87 63, No.of blows 15 20 29 38 Kadar air rata-rata (%) 66, Sumber: (Data Praktikan, 2021) b. Menentukan nilai Liquid Limit
- Cara 1 Didapatkan batas cair dengan cara menarik garis vertikal pada N = 25 sampai memotong grafik. Regresi
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 11 logarithmic didapatkan antara N (jumlah ketukan) dengan W (kadar air): Tabel 3. Jumlah Ketukan (N) dan Kadar Air (W) Cara pertama mencari LL N(x) 15 20 29 38 W(y) (%) 108,682253 105,546518 101,496475 98, LL untuk x=25 103, Sumber: (Data Praktikan, 2021) Grafik 1. Hubungan Jumlah Ketukan dengan Kadar Air Sumber: (Praktikum, 2021) Berdasarkan grafik tersebut, didapatkan persamaan y = - 10,9 ln (x) + 138,2. Jadi untuk N = 25, didapatkan nilai liquid limit sebagai berikut. Liquid limit = - 10,9 ln ( 25 ) + 138,2= 103,
- Cara 2 Mencari Liquid Limits 𝐿𝐿 = 𝑊𝑛 (
0 , 121 Keterangan: LL = Liquid Limit Wn = Kadar air pada ketukan ke-n y = - 10.9ln(x) + 138. 98 100 102 104 106 108 110 0 5 10 15 20 25 30 35 40 W(y) (%) N(x)
Grafik Hubungan Kadar Air dengan Jumlah
Ketukan
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 13 1 15 66,5980298 0,940061575 62, 2 20 64,9620339 0,973360882 63, 3 29 67,0673049 1,01812105 68, 4 38 67,2441467 1,05196932 70, LL Rata-rata (%) 66, Kesalahan relatif 35, Sumber: (Praktikan, 2021) c. Kesalahan Relatif 𝐾𝑅 = |
d. Harga Flow Index (FI) Harga Flow Index (FI) dapat ditentukan dengan menarik garis lurus sehingga memotong sumbu pada ketukan ke-10 dan ketukan ke- 100. Kadar air untuk N= 10 N = 10 W = - 10,9 ln ( 10 ) + 138,2=113, Kadar air untuk N= 100 N = 10 W = - 10,9 ln ( 100 ) + 138,2=88, Harga Flow Index 𝐹𝐼 = 𝑊𝑁= 100 − 𝑊𝑁= 10 𝐹𝐼 = 88 ,00364497− 113 , 1018225 𝐹𝐼 = − 25 , 09817751 IV. ANALISIS A. Analisis Percobaan
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 14 Praktikum Mekanika Tanah Dasar dengan judul Atterberg Limit bagian Plastic Limit, bertujuan untuk mencari kadar air pada batas plastis atau batas terendah kadar air dari sampel tanah yang digunakan dan angka indeks plastisitasnya_._ Batas plastis merupakan persentase kadar air ketika tanah akan runtuh saat digulung diameter 3.2 mm. Kondisi tanah yang dapat menunjukkan batas plastis ini berada pada kondisi diantara semi padat dan plastis. Dalam praktikum ini diperlukan bantuan alat-alat, seperti alat cassagrande dimana alat ini digunakan sebagai pengeteuk mangkuk tanah, standard grooving tool untuk membuat celah di antara sampel tanah, can sebagai wadah untuk sampel pada saat penimbangan, spatula untuk mengoleskan sampel tanah ke alat cassagrande , mangkuk porselinsebagai wadah untuk mencampurkan sampel dengan air suling, botol penyemprot untuk menambahkan air suling, timbangan dengan ketelitian 0.01 gram untuk menimbang berat sampel, dan oven untuk mengereringkan sampel. Serta diperlukan sampel tanah lolos saringan No. ASTM agar tanah tersaring adalah tanah dengan butiran partikel terkecil sehingga mempermudah proses tanah menjadi homogen dan air suling sebagai pengencer dalam membuat pasta tanah karena ia merupakan air yang terbebas dari zat/partikel atau steril sehingga tidak akan memberi pengaruh pada karakteristik dari sampel tanah. Diawali dengan membuat sampel dengan mencampurkan tanah dengan air suling pada mangkuk porselin dan diaduk menggunakan spatula hingga homogen agar kadar air tanah merata. Sampel dinilai siap digunakan apabila teksturnya sudah menyerupai pasta. Jika, sampel sudah siap, sampel diletakkan
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 16 Praktikan dapat menghitung berat tanah basah yang dilakukan dengan cara mengurangi berat tanah basah dengan can dan dikurangi dengan berat can yang telah digunakan. Kemudian, praktikan dapat menghitung berat tanah kering yang dilakukan dengan cara mengurangi berat kering tanah dengan can dan dikurangai dengan berat can yang digunakan saat praktikum. Selanjutnya praktikan dapat menentukan nilai kadar air yang diperoleh dengan cara mengurangi nilai berat tanah basah dengen nilai berat tanah kering. Kemudian diperoleh nilai kadar air tiap ketukan, yaitu 66 , 598 % untuk ketukan 15; 64 , 962 % untuk ketukan 20; 67,067% untuk ketukan 29, dan 67,244% untuk ketukan 38. Selanjutnya praktikan menghitung liquid limit. Data diolah menggunakan 2 cara. Cara yang pertama adalah dengan grafik. Grafik ini menunjakkan hubungan antara jumlah ketukan dengan kadar air pada setiap ketukannya. Pada praktikum ini, didapatkan grafik dengan persamaan y = - 10,9ln(x) + 138,2. Grafik tersebut juga menunjukkan nilai regresi linear (R^2 ) sebesar 138,2. Pada nilai x sebesar 25 menandakan bahwa pada ketukan ini dianggap kadar air dalam sampel optimal. Ketukan ke-25 ini kemudian disubtitusi ke dalam persamaan grafik tersebut dan didapatkan nilai liquid limit sebesar 103,11%. Maka, dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa jenis tanah tersebut ialah illite karena nilai batas LL (%) untuk jenis tanah tersebut adalah berentang 95-120%. Illite dengan rumus kimia KyAl2(Fe2Mg2Mg3) (Si4yAly) O10(OH)2 adalah mineral bermika yang sering dikenal sebagai mika tanah dan merupakan mika yang berukuran lempung. Istilah illite dipakai untuk tanah berbutir halus, sedangkan tanah berbutir kasar disebut mikahidrus. Hal tersebut dapat diartikan bahwa hubungan antara jumlah ketukan dan kadar air berbanding terbalik. Karena semakin banyak jumlah ketukan yang diperolah, maka semakin banyak kadar air dalam sampel. Dan semakin sedikit
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 17 jumlah ketukan yang diperoleh, semakin banyak kadar air dalam sampel. Perhitungan nilai FI dilakukan dengan mengurangi kadar air ketukan ke- 100 sebesar 88,004% dengan air ketukan ke- 10 sebesar 113,102% yang didapatkan dengan rumus y=-10,9ln(x) + 138,2 (rumusan dari grafik 1). Lalu, didapatkan nilai flow index sebesar - 25,1%. Nilai flow index yang negatif menunjukkan bahwa kadar air pada ketukan ke-10 lebih besar dari kadar air pada ketukan ke-100. Hal ini dapat menentukan bahwa kekuatan geser dalam contoh tanah adalah besar. Karena semakin kecil flow index , semakin banyak air yang ada (keadaan air rendah dalam kuantitas) meningkatkan kekuatan geser dan sebaliknya, semakin tinggi flow index , semakin rendah/kecil kekuatan gesernya. C. Analisis Kesalahan Pada praktikum ini terdapat beberapa kesalahan yang dapat terjadi, diantaranya adalah:
- Hasil pengadukan tanah belum mencapai bentuk pasta akibat kurannya pengadukan. Maka, diperlukan pengadukan lebih lama dan dapat diberikan air suling lagi secukupnya. Akibatnya adalah tanah tidak mudah diisikan ke dalam cawan.
- Terdapat rongga udara akibat meletakkan sampel pada mangkuk cassagrande tidak menerapkan metode selapis demi selapis. Hal ini dapat dihindari dengan mengulang kembali saat meletakkan sampel pada mangkuk dengan selapis demi selapis. Akibatnya terdapat udara pada lapisan tanah dan mempengaruhi jumlah ketukan ketika alat cassagrande sedang bekerja.
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 19
- Didapatkan nilai Flow Index ( FI ) sebesar − 25 , 1 %
- Grafik pada cara pertama mengartikan bahwa semakin banyak ketukan yang terjadi, maka semakin sedikit kadar air yang terkandung.
- Sampel tanah masuk ke dalam klasifikasi tanah lempung/clay yang mengandung mineral illite.
- Berdasarkan standar AASHTO , sampel tanah merupakan tanah A-7. VII. REFERENSI Bahsan, ST., M.Kom, E., & Syihan, ST., A. (2017). Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah. Depok: Universitas Indonesia. Haigh, S. K., & Vardanega, P. J. (2014). Fundamental Basis of Single- Point Liquid Limit Measurement Approaches. Bristol: University of Bristol. Hardiyatmo, H. (2002). Mekanika Tanah I. Yogyakarta: GADJAH MADA UNIVERSITY PRESS. Badhu. (2010). Soil Mechanics and Foundations. Arizona. Das, B. M., Endah, N., & Mochtar, I. B. (1995). Mekanika Tanah (Prinsip- Prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta: Erlangga. Febrijanto, R., Hardiana, Y., Hidayat, D., Wicaksono, S., Jaenudin, A., Suherman, M.,... Marzuki. (2016). Pekerjaan Tanah Untuk Jalan. Bandung: Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Badan Penelitian dan Pengembangan Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Indera. (2018). Stabilitas Tanah Lempung Lunak Dengan Memanfaatkan Limbah Gypsum dan Pengaruhnya Terhadap Nilai California Bearing Ratio (CBR). Jurnal Fondasi. Norhadi. (2017). Penentuan Nilai CBR dan Nilai Penyusutan Tanah Timbunan (Shringkage Limit) Daerah Barito Kuala. Jurnal Poros Teknik. Widjaja, B., & Sundayo, P. (2016). ALTERNATIF PENENTUAN BATAS CAIR DAN BATAS PLASTIS DENGAN TIGA VARIASI BERAT KONUS MENGGUNAKAN METODE LEE DAN FREEMAN (2009). Teknik Sipil , 63.
Departmen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia 20
VIII. LAMPIRAN
Gambar 9. Proses Pembuatan Celah pada Tengah Sampel Sumber: (Video Praktikum, 2021) Gambar 10. Praktikan Menyalakan Alat Cassagrande Sumber: (Video Praktikum, 2021)
