BAB I

PENDAHULUAN

Tanah merupakan suatu bagian yang sangat menentukan dalam perencanaan

suatu konstruksi, karena menentukan kestabilan konstruksi tersebut. Kekuatan tanah

tersebut tidak sama antara satu tempat dengan satu tempat yang lain, sehingga hal ini

mengharuskan para perencana untuk memperhatikan kondisi tanah sebagai suatu

elemen kestabilan konstruksi yang sangat menentukan keadaan konstruksi pada masa

penggunaannya.

Untuk menentukan kondisi tanah yang akan digunakan sebagai tempat

dibangunnya suatu konstruksi, tidak cukup dilakukan perhitungan tanpa suatu

pemeriksaan yang mendalam atau spesifik. Terutama untuk mengetahui parameter-

parameter dari sifat fisis dan mekanis dari tanah tersebut. Jadi diperlukan pengujian

atau percobaan yang dilakukan secara ilmiah yakni melalui pengujian laboratorium.

Kekuatan suatu tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor yang sangat komplek

dari parameter-parameter yang didapatkan dari suatu pemeriksaan yang mendalam.

Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah tersebut, yang meliputi

sifat fisis dan mekanis tanah.

Dalam hal ini, sampel tanah yang dipergunakan dalam praktikum Mekanika

Tanah II berasal dari D3 Teknik Sipil, Darussalam, Kecamatan Syiah Kuala, Kota

Madya Banda Aceh, Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam. Daerah ini berjarak ± 10

km dari pusat kota Banda Aceh.

Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui sifat-sifat fisis dan sifat-sifat mekanis

dari suatu tanah, sehingga dapat direncanakan jenis konstruksi yang cocok untuk

didirikan suatu konstruksi pada permukaan tanah tersebut.

Lingkup pekerjaan pemeriksaan terhadap tanah meliputi pengukuran sifat-sifat

fisis dan sifat-sifat mekanis tanah yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah

Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala.

Percobaan untuk mengetahui sifat-sifat fisis tanah meliputi :

Pengukuran batas cair (liquid limit)

Pengukuran batas plastis (plastic limit)

Pengukuran kerapatan massa (specific gravity)

Pengukuran distribusi butiran tanah (grain size analysis)

Percobaan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis tanah meliputi :

Percobaan kuat geser langsung (direct shear test)

Percobaan tekan silinder bebas (unconfined test)

Percobaan konsolidasi

Dengan melakukan pemeriksaan terhadap sifat fisis dam sifat mekanis tanah

diharapkan tujuan dari Praktikum Mekanika Tanah II dapat tercapai. Semua

pemeriksaan terhadap sifat fisis dan sifat mekanis tanah akan dijelaskan pada bab

berikutnya dengan jelas dan dilengkapi data hasil pengolahan masing-masing

pemeriksaan terhadap sifat fisis dan mekanis tanah. Pemeriksaan terhadap tanah ini

dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik, Universitas Syiah

Kuala, Darussalam, Banda Aceh.

BAB II

PEKERJAAN LAPANGAN

Untuk mengetahui sifat-sifat tertentu yang dikandung oleh tanah maka

diperlukan pemeriksaan terhadap tanah tersebut. Dalam hal ini perlu diketahui

beberapa hal yang berhubungan dengan pengambilan sampel tanah yang diteliti.

2.1 Keadaan Alam Lokasi Sampel Tanah

Tanah yang dipergunakan dalam praktikum ini berasal dari D3 Teknik Sipil,

Darussalam, Kecamatan Syiah Kuala, Kota Madya Banda Aceh, Provinsi Nanggroe

Aceh Darussalam. Daerah ini berjarak ± 10 km dari pusat kota Banda Aceh. Sampel

tanah pada percobaan ini mempunyai karakteristik bertekstur lunak dan berwarna

agak kuning kecoklat-coklatan.

Keadaan permukaan tanah di lokasi pengambilan sampel tanah tersebut

cenderung rata/datar, juga terdapat benjolan pada permukaan tanah tersebut dan tidak

mudah tergenang air hujan sebab permukaan tanah ditumbuhi rerumputan.

Pengambilan sampel dekat dengan tempat perkuliahan. Lapisan permukaan tanah

sampel berwarna hitam keabu-abuan.

2.2 Cara Pengambilan Sampel Tanah

Pengambilan sampel tanah untuk praktikum dilakukan dengan dua cara, yaitu

pengambilan sampel tanah untuk pengukuran fisis yaitu tanah terganggu (Disturbed

Sample) dan pengambilan sampel tanah untuk pengukuran mekanis yaitu untuk tanah

tidak terganggu (Undisturbed Sample).

2.2.1. Cara Pengambilan Sampel Tanah untuk Pengukuran Sifat Fisis

Sampel tanah yang akan digunakan untuk pengukuran sifat fisis diambil satu

hari sebelum praktikum dimulai yaitu pada tanggal 2 Oktober 2011. Pengambilan

sampel dilakukan dengan menggunakan alat bantu sederhana berupa cangkul dan

sekop. Mula-mula tanah digali dengan kedalaman sekitar 15 cm guna membuang

lapisan humus dan akar rerumputan yang tidak diinginkan pada tanah tersebut.

Sampel yang diambil sebanyak kurang lebih 5 kg dan kemudian dimasukkan ke

dalam kantong plastik untuk mengurangi penguapan air dan diikat erat.

2.2.2 Cara Pengambilan Sampel Tanah Untuk Pengukuran Sifat Mekanis

Pengambilan sampel tanah untuk pengukuran sifat mekanis tanah perlu

diperhatikan agar tanah tetap terlindungi dari pengaruh cuaca dan getaran/goncangan

sehingga tanah tersebut diharapkan tidak mengalami gangguan. Oleh karena itu,

sampel tanah ini disebut tanah tak terganggu (Undisturbed sample).

Sampel tanah tak terganggu diambil pada tanggal 14 Oktober 2010 dengan

menggunakan tabung baja yang terbuka sisi atas dan bawah dengan diameter 7,3 cm

(diameter dalam 7,07 cm; diameter luar 7,53 cm), dan panjang tabung 44,5 cm yang

telah disediakan oleh pihak laboratorium. Pengambilan dilakukan dengan menggali

tanah kira-kira 30 cm. Sebelum silinder ditancapkan ke permukaan tanah, bagian

dalam silinder diolesi sedikit dengan oli atau pelumas lainnya sampai merata yang

bertujuan untuk mempermudah keluarnya sampel tanah dari dalam tabung. Setelah

ditancapkan ke permukaan tanah yang telah diratakan sebelumnya, di atas silinder

kemudian ditaruh sebilah papan yang lebarnya kurang lebih sama dengan diameter

silinder yang selanjutnya digunakan sebagai landasan pukul, dengan cara memukul

berkali-kali pada bagian atas papan, tabung tersebut perlahan-lahan masuk ke dalam

tanah sehingga tabung terbenam seluruhnya. Setelah penuh berisi, untuk mengangkat

tabung tersebut, tanah di sekitar tabung digali hingga tabung dapat terangkat. Apabila

sampel tanah didapat bertekstur keras, tanah tersebut direndam terlebih dahulu

selama kurang lebih 24 jam. Cara perendaman tabung yaitu tabung didirikan dalam

bejana yang telah berisi air kira-kira setengah bejana, dan di bawah tabung diganjal

dengan lidi, hal ini bertujuan agar air dapat diserap oleh bagian tanah tabung.

2.3 Cara Pengangkutan Sampel Tanah

Sampel tanah terganggu (Undisturbed sample) yang diambil dari lokasi

pengambilan dimasukkan ke dalam plastik kemudian dibawa ke Laboratorium

Mekanika Tanah untuk mendapatkan kadar air pada sample tanah tersebut tanpa

adanya perlakuan khusus untuk melindungi struktur aslinya sehingga tanah bebas

terjadi tekanan dan pemadatan.

Sedangkan tanah tidak yang terganggu (Disturbed sample) yang berada

dalam tabung dibawa dalam keadaan menggantung sehingga tidak mempengaruhi

tabung yang berisi tanah dari goncangan dan tekanan yang dapat merubah struktur

asli tanah,dibawa ke salah satu rumah praktikan,keesokan harinya di bawa ke

laboratorium mekanika tanah guna dilakukan perendaman selama 24 jam. Keesokan

harinya benda uji dikeluarkan dari tabung dengan alat extruder yaitu alat untuk

mengeluarkan benda uji dari tabung. Setelah di keluarkan dari tabung benda uji

tersebut dilakukan percobaan.

BAB III

PEKERJAAN LABORATORIUM

Pekerjaan laboratorium meliputi pengumpulan dan perhitungan data

dilakukan dari kerja praktikum berupa pemeriksaan dan percobaan yang dikerjakan di

laboraorium, sedangkan perhitungan data dapat dilakukan di laboratorium dan diluar

dengan formulir kerja yang sama.

3.1 Pengukuran Kerapatan Massa (Specific Grafity)

Pengukuran kerapatan massa (specific grafity) bertujuan untuk mengetahui

kerapatan massa butir tanah atau untuk menentukan berat jenis dari suatu sampel

tanah.

Sebelum pengukuran berat jenis tanah dilakukan sebagai langkah awal adalah

mengovenkan tanah 100 gram selama lebih kurang 24 jam pada suhu 1050 Celcius.

Tanah yang telah kering diambil 3 bagian sampel tanah berat masing-masing lebih

kurang 25 gram dengan menggunakan alat bantu labu ukur sebanyak 3 buah yang

berukuran 100 cc, kemudian labu ukur ditimbang bersama tanah di dalamnya,

sebelumnya labu ukur telah ditimbang beratnya dalam keadaan kosong. Setelah labu

ukur bersama tanah ditimbang kemudian dimasukkan air suling kedalam labu tersebut

sebanyak 2/3 bagian atau sampai tanah dalam labu ukur terendam dan kemudian

dimasukkan air suling kedalam sangkup vakum selama lebih kurang 7 menit, pada

tekanan minimum uap air pada temperatur kerja, sehingga udara yang ada pada pori

tanah dan air habis keluar. Selanjutnya labu ukur dikeluarkan dari sangkup vakum

dan kemudian ditambah air sampai batas yang bergaris, kemudian temperatur air

dalam tabung diukur dengan menggunakan Termometer dan setelah itu labu ukur

yang telah diisi air tadi ditimbamg. Selanjutnya dilakukan percobaan kalibrasi dengan

memasukkan air kedalam labu ukur yang masih kosong dan kemudian ditimbang

beratnya dan diukur suhunya. Dari hasil perhitungan data pada percobaan ini nilai

kerapatan massa yang diperoleh adalah 2,755 gram/cm³. Untuk lebih jelasnya hasil

dari pengukuran kerapatan massa ini dapat dilihat pada formulir nomor 101/01/02

yang terlampir

3.2 Pengukuran Batas Cair dan Plastis.

Pengukuran batas cair bertujuan untuk menentukan kadar air pada suatu

keadaan tanah yang cendrung menunjukkan sifat seperti benda alir. Batas tersebut

ditentukan menurut cara yang dikemukakan oleh Angka Atterberg yang berguna

untuk menentukan kepekaan tanah terhadap air.

Pengukuran batas plastis bertujuan untuk mengetahui kadar air batas terhadap

suatu tanah sehingga memperlihatkan sifat plastis. Batas tersebut ditentukan menurut

cara yang dikemukakan oleh Angka Atterberg yang merupakan pasangan angka

dengan batas cair.

3.2.1 Pengukuran Batas Cair (Liquid Limit)

Pengukuran batas cair (liquid limit) bertujuan untuk menentukan kadar air

pada satu keadaan tanah yang cenderung menunjukkan sifat seperti benda alir.

Sampel yang telah diambil dari lokasi contoh tanah dikeringkan diudara. Setelah itu

dimasukkan kedalam oven kemudian ditumbuk dalam lumpang dengan menggunakan

alu karet yang bertujuan untuk memisahkan butiran tanah satu sama lainnya dan

kemudian diayak dengan saringan no.40 sebanyak 200 gram, lalu sebagian dari tanah

itu ditumpahkan ke atas plat kaca. Kemudian diberikan air sedikit demi sedikit dan

diaduk dengan spatula hingga campuran menjadi adonan yang lembut. Setelah itu

ketinggian mangkuk Casagrande diatur setinggi 1 cm dari landasan. Kemudian tanah

yang telah diaduk dimasukkan ke dalam mangkuk Casagrande, permukaannya

diratakan dan dibuat dengan grooving tool. Pemberian air diatur sedemikian rupa

sehingga tercapai 3x diatas 25 pukulan dan 3x dibawah 25 pukulan, misalnya 8, 16,

23, 28, 35, 40 (angka-angka ini sekedar contoh). Pada masing-masing pukulan, lalu

tanah harus merata pada ½ inchi atau 13 mm. Dalam pekerjaan ini digunakan 6 buah

bejana timbang yang telah diisikan adonan tanah yang diambil tadi bagian tengah

mangkuk Casagrande kira-kira sebesar ibu jari. Setelah ditimbang dimasukkan

kedalam oven pada suhu 1050 Celcius selama lebih kurang 24 jam, Lalu setelah 24

jam dikeluarkan dari oven terlebih dahulu didinginkan selanjutnya ditimbang

kembali.

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh data berat sampel basah total adalah

191,160 gram. Kadar air rata-rata dari sampel sebesar 38,108 %.

Hasil perhitungan dari percobaan ini digambarkan dalam grafik hubungan

antar kadar air dan jumlah pukulan. Dari grafik hubungan antara kadar air dan jumlah

pukulan diperoleh perpotongan garis adalah x = log 25 dengan garis yang mendekati

keenam buah titik. Dengan menggunakan regresi linear diperoleh angka Liquid Limit

(LL) sebesar 38,20%. Hasil pengukuran dan perhitungan selengkapnya dapat dilihat

pada formulir nomor 100/02/01 yang terlampir

3.2.2 Pengukuran Batas Plastis (Plastic Limit)

Pengukuran batas plastis (plastis limit) bertujuan untuk menentukan kadar air

batas terhadap suatu keadaan tanah yang memperlihatkan sifat plastis. Sampel yang

dipergunakan dalam percobaan batas plastis dipersiapkan bersama-sama dengan

percobaan batas cair. Tanah yang telah diayak dengan saringan no. 40 sekitar 100

gram ditumbuk pada plat kaca dan diberi sedikit air kemudian diaduk sehingga

menjadi adonan yang kalis dan dapat diulenin. Lalu diambil sebesar ibu jari sehingga

membentuk batang memanjang yang meretak pada saat berdiameter 3 mm, pada

keadaan tersebut tanah telah mencapai batas plastis.

Pada pengukuran batas plastis ini digunakan 3 buah bejana timbangan.

Masing-masing bejana dimasukkan tanah yang sudah retak tadi, kemudian ditimbang

dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 1050 Celcius selama lebih kurang 24 jam

kemudian ditimbang lagi.

Berdasarkan perhitungan data dari pengukuran yang diperoleh data berat

sampel basah adalah 46,16 gram. Sedangkan angka Plastic Limit (PL) sebesar 19,54

%. Dari selisih harga batas cair dengan batas plastis diperoleh harga indeks (PI)

sebesar 18,66%.

Hasil pengukuran dan perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada formulir nomor

100/02/01 yang terlampir.

3.3 Pengukuran Pembagian Butir (Grain Size Analisys)

Praktikum pembagian butir bertujuan untuk menentukan perbandingan berat

kelompok butir yang sama ukurannya. Penetapan ukuran butir didasarkan pada

anggapan bahwa butir-butir tersebut bulat seperti bola sehingga ukuran butir tertulis

sebagai diameternya. Pengukuran pembagian butir ini dapat dilakukan dengan dua

cara yaitu analisis saringan basah (Hydrometer) dan analisis saringan kering.

3.3.1 Analisa Saringan Basah (Analisys Hydrometer)

Pada pengukuran analisa saringan basah ini merupakan lanjutan dari

pengukuran analisa saringan kering, sampel yang digunakan adalah tanah yang telah

kering di oven dan telah dihaluskan dengan menggunakan alu karet sehingga dapat

melewati saringan no. 10.

Sampel yang lewat no. 10 tersebut direndam dalam larutan NaPO3 (100 cc)

sebanyak kira-kira 60 gram dalam gelas ukur selama 24 jam. Selanjutnya rendaman

sampel tanah tersebut diaduk dengan menggunakan mixer selam 15 menit. Kemudian

sampel tanah yang telah diaduk dimasukkan kedalam gelas ukur 1000 cc dan

ditambahkan air sampai batas 1000 cc, pengukuran dilakukan setelah air dan tanah

telah tercampur rata. Kemudian dilakukan pembacaan hidrymeter , Pembacaan

hydrometer terhadap suspensi dilakukan berturut-turut dengan selang waktu ¼, ½, ¾,

1, 2, 3, 4, 8, 16, 30, 45, 60, 120, 240, 480, 960, dan 1440 menit. Pengukuran

dilakukan dengan mengaduk larutan suspensi tanah terlebih dahulu dan menjalankan

stopwatch serta mencelup hydrometer ke dalam suspensi pada waktu yang sama.

Selanjutnya dilakukan juga pembacaan terhadap cairan pembanding suhunya. Hasil

pengukuran, perhitungan dan grafik dicantumkan pada formulir perhitungan dengan

nomor : 105/03/02 sampai 105/07/02.

3.3.2 Analisa Saringan Kering (Dry Sieve Analysis).

Praktikum ini bertujuan untuk menentukan perbandingan berat masing-

masing ukuran butiran yang sama ukuran dan bentuknya tidak mengarah ke bentuk

bulat/bola. Besarnya ukuran butiran ditulis dalam diameter. Pengukuran pembagian

butir yang menggunakan analisa saringan kering diawali dengan mengovenkan

sampel tanah selama 24 jam. Tanah yang telah kering dioven tersebut kemudian

direndam sebanyak 60 gram dalam air selama 24 jam. Setelah direndam tanah

tersebut dicuci dengan menggunakan saringan no. 200, agar semua butiran yang

berukuran kecil atau lewat saringan no. 200 dapat dipisahkan dengan butiran tanah

yang tidak lewat saringan no.200 Pencucian ini dilakukan sampai air yang digunakan

kelihatan jernih. Kemudian tanah yang tidak lewat saringan diovenkan kembali

selama 24 jam. Setelah pengovenan, butiran-butiran tanah dipisahkan dengan

menggunakan saringan yang berukuran berturut-turut yaitu no. #4, no. #10, no. #20,

no. #40, no. #60, no. #80, no. #100, no. #140, no. #200, yang bertujuan untuk

mengetahui berat masing-masing butiran.

Dari hasil penyaringan diketahui bahwa butiran tanah terbesar yaitu yang

tertinggal di atas saringan no. #10 yang berdiameter 2,00 mm seberat 0,29 gram atau

seberat 0,48 % dari sampel tanah, sedangkan sampel tanah yang tetinggal diatas

saringan no.#200 seberat 2,61 gram atau 4,35 % yang berdiameter 0.0074 mm,

sisanya adalah butiran tanah yang lewat saringan yang berdiameter lebih kecil dari

0,074 mm yaitu seberat 39,65 gram atau 66,08 % dari sampel tanah.

Data selengkapnya mengenai analisa saringan kering dapat dilihat pada formulir

no. 105/05/02 dan untuk lebih jelasnya tentang diameter tanah dilampirkan dalam

formulir no. 105/07/02, yang merupakan bentuk grafik gabungan antara analisa

saringan kering dan analisa saringan basah.

3.5 Percobaan Tekan Silinder Bebas (Unconfined Test)

Percobaan tekan silinder bebas (Unconfined Test) bertujuan untuk

menentukan kuat elemen tanah yang berbentuk silinder dalam melawan suatu tekanan

atau menahan beban tekanan menurut arah sumbu memanjang. Sampel yang

digunakan pada percobaan merupakan sampel tanah yang tidak terganggu yang

digunakan untuk menghitung sifat mekanis tanah. Sampel ini diambil dengan

menggunakan tube sepanjang lebih kurang 30 cm dan berdiameter 8,25 cm. Jika

tanah berstektur keras sebelim percobaan tanah di rendam selama 24 sebelum

melakukan percobaan

Selanjutnya sampel dikeluarkan dengan menggunakan extruder, kemudian

tanah didongkrak dari arah dasar secara perlahan-lahan sehingga tidak terjadi

pemadatan tanah. Setelah sampel tanah tersebut dikeluarkan dari dalam tube,

selanjutnya sampel tersebut dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian pertama lebih

kurang sepanjang 15 cm digunakan untuk percobaan prisma bebas dan selebihnya

digunakan untuk pecobaan kuat geser langsung.

Selanjutnya sampel tanah dibentuk dibentuk silinder dengan menggunakan

trimmer sehingga berdiameter rata-rata 5,54 cm, kemudian sampel tanah tersebut

gergaji dengan wire saw setinggi dua kali diameter sehingga sampel tanah memiliki

tinngi 11,08 luas penampang 2,093cm2 cm serta bervolume 266,95 cm3

Percobaan selanjutnya adalah dengan melakukan percobaan dengan

alat Compression Machine. Pengukuran pembebanan dilakukan dengan melakukan

proving ring dengan konstanta 0.4082 Kg/dial, dialnya berskala 0,023 cm/inch. Untuk

pemadatan diukur dengan dial berskala 0,023 cm/inch, dan hasil perhitungan

diperoleh kecepatan pemadatan rata-rata 44 berskala/menit. Berdasarkan harga ini

dapat diketahui harga kecepatan pemadatan untuk selang waktu 15 menit. Pembacaan

dihentikan apabila angka dial proving ring menurun atau menunjukkan angka yang

sama sebanyak tiga kali berturut-turut. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada formulir

no. 106/01/02 dan 106/02/02, grafik dicantumkan pada formulir perhitungan dengan

nomor : 106/03/02.

3.6 Percobaan Geser Langsung (Direct Shear Test)

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan harga sudut geser (Φ) dan harga

kohesi (c) dari suatu elemen tanah. Persiapan bahan dan cara pengambilan sampel

tanah untuk percobaan Direct Shear sama dengan yang dilakukan pada percobaan

Unconfined test yaitu sampel tanah tidak terganggu.

Dalam percobaan Direct Shear menggunakan Cutting Ring dan plat kaca.

Untuk Cutting Ring dilakukan pengukuran tinggi, diameter dan ditimbang beratnya

bersama dengan plat kaca. Cutting ring ditancapkan diatas tanah sedalam cutting

ringserata diratakan dengan Sampel tanah sisa dipotong dengan menggunakan Wire

Saw,

Untuk mengukur kadar air sampel tanah yang belum mengalami pembebanan maka

diambil sisa tanah dan dimasukkan dalam container serta timbang berat basahnya,

kemudian dimasukkan kedalam oven selama 24 jam dengan suh 1050 Celcius dan

ditimbang berat keringnya.

Sampel tanah yang telah dimasukkan kedalam Cutting Ring yang dialasi kaca,

ditimbang beratnya. Dalam percobaan ini benda uji dibuat sebanyak tiga sampel

untuk 3 kali percobaan .

Selanjutnya sampel tanah dimasukkan kedalam mesin Direct Shear merk ELE

dengan angka kalibrasi 1,5975, lalu semua sekrup penyetel dan pengukur diatur serta

diberi pembebanan 0,509 kg, 1,536 kg dan yang terakhir adalah 3,590 kg untuk

masing-masing test. Sedangkan tegangan normal pada alat (σn) masing-masing

sebesar 0,301 kg/cm², 0,626 kg/cm², dan 1,277 kg/cm². Mesin dijalankan bersamaan

dengan stopwatch dan dilakukan pembacaan terhadap dial gerakan vertikal,

horizontal dan beban geser(proving ring). Saat pembacaan dial beban geser(proving

ring) tidak bertambah lagi (tetap) atau menurun, maka mesin dihentikan dan benda uji

dikeluarkan untuk diambil dan dibelah menjadi dua bagian, kemudian ditempatkan

kedalam dua container serta ditimbang beratnya. Selanjutnya sampel tanah

dimasukkan kedalam oven selama 24 jam dengan suhu 1050 Celcius dan setelah

dikeluarkan dari oven lalu ditimbang berat keringnya.

Pengukuran dilakukan dengan tiga sampel pada pembebanan yang berbeda-

beda. Hasil perhitungan dan pengukuran terdapat pada formulir 111/01/02 sampai

dengan 111/05/02.

3.7 Percobaan Konsolidasi

Tujuan percobaan konsolidasi adalah untuk menentukan hubungan perubahan

volume tanah, beban static yang bekerja padanya dan waktu yang diperlukan untuk

perubahan itu.

Persiapan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sampel tanah

tidak terganggu. Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan tube.

Selanjutnya sampel tanah kemudian dikeluarkan dari tube dengan menggunakan

Extruder,

Dalam percobaan konsolidasi menggunakan Cutting Ring dan plat kaca.

Untuk Cutting Ring dilakukan pengukuran tinggi, diameter dan ditimbang berat

kosong bersama dengan plat kaca. lalu tanahyang telah dikeluarkan dari tube

diambil sebagian dan dimasukkan ke dalam Cutting Ring dan diratakan dengan Wire

Saw. Sampel tanah beserta Cutting Ring ditimbang sebelum mengalami tekanan

Untuk mengukur kadar air sampel tanah yang belum mengalami tekanan maka

diambil sisa tanah dan dimasukkan dalam container serta timbang berat basahnya,

kemudian dimasukkan kedalam oven selama 24 jam dengan suh 1050 Celcius dan

ditimbang berat keringnya.

Selanjutnya disiapkan stopwatch dan formulir yang telah diisi dengan waktu

pembacaan dial. Benda uji dimasukkan kedalam sel konsolidasi dan diberi

pembebanan dengan berat 0,159 kg, 0,318 kg, 0,636 kg, 1,272 kg, 2,544 kg dan 5,088

kg. Sedangkan jangka waktu pembacaan dial (dalam menit ) yaitu pada menit-menit :

0,25; 1 ; 2,25 ; 4 ; 6,25 ; 9 ; 12,25 ; 16 ; 25 ; 36 ; 49 ; 64 ; 81 ; 100 ; 121 ; 144 ; 169 ;

196; 225; 256 dan 289 menit.

Pembacaan dial dihentikan pada saat tidak terjadi lagi kenaikan atau tiga kali

pembacaan bernilai sama (tetap). Sesudah selesai pengujian, benda uji yang

mengalami pembebanan terlebih dahulu digambar untuk mengetahui berapa sudut

keretakannya, lalu setelah itu ditimbang berat basahnya. Setelah itu kemudian

dimasukkan kedalam oven dengan suhu 1050 Celcius dan ditimbang berat keringnya.

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Pada bagian ini akan disebutkan data dan hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis

maupun sifat mekanis serta klasifikasi tanah yang akan diperiksa. Dengan demikian

dapat diuraikan secara ringkas sifat-sifat teknis dan kemungkinan pemanfaatan tanah

tersebut dalam bidang Teknik Sipil.

4.1 Pengukuran Sifat Fisis

Pengukuran sifat fisis tanah dilakukan pada sampel tanah yang diambil secara

biasa. Pengukuran sifat fisis ini bertujuan untuk mendapatkan data-data yang

diperlukan untuk menentukan klasifikasi tanah yang diuji, yang sangat membantu

dalam perencanaan dan pekerjaan Teknik Sipil.

4.1.1 Pengukuran Kerapatan Massa

Kerapatan massa (massa density) mempunyai dimensi gr/cm³. Besaran g

disini bukan besaran gaya yang merupakan angka ukur dari sebuah timbangan. Hasil

perhitungan kerapatan massa terdapat pada formulir no: 101/01/02. Pengukuran ini

dilakukan dengan menggunakan flaks dan air sebagai media pengukur volume. Jadi

dilakukan kalibrasi terhadap perubahan temperatur yang menyebabkan pemuaian

untuk mengetahui hubungan dengan temperatur dan volume flaks yang dipakai.

Kerapatan massa atau massa jenis diperoleh dengan membagi berat tanah

dengan volume yang dipakai. Massa jenis tanah diperlukan untuk menentuan berat

tanah bila diketahui volumenya atau sebaliknya. Hasil perhitungan akhir dari

perhitungan kerapatan massa didapat harga rata-rata 2,962 gr/cm³.

Di lain pihak, berat jenis (specific gravity) tanpa dimensi karena angka berat

jenis merupakan perbandingan kerapatan massa suatu sampel tanah pada suhu 00C

terhadap kerapatan massa air pada suhu 40 Celcius.

Nilai pengukuran berat jenis terhadap 3 (tiga) sampel yang diuji didapatkan

berdasarkan rumus :

Berat Jenis (Specific Grafity)

Gs= JsJw

=

2 ,9621

= 2,962

Dimana :

Js = massa jenis tanah rata-rata (gr/cm3)

Jw = kerapatan massa air (dipakai 1 gr/cm3)

Gs = berat jenis

4.1.2 Batas Cair dan Batas Plastis

Dari pengukuran secara langsung di laboratorium dapat ditentukan kadar air

untuk tiap-tiap jumlah ketukan dengan tinggi jatuh yang sama dan kadar air untuk

setiap golongan tanah dengan diameter 3 mm dan mengalami retak-retak (batas

plastis). Kadar air merupakan hasil bagi angka pori dan berat tanah kering. Hubungan

kadar air dengan jumlah ketukan digambarkan dalam suatu grafik semi logaritma

pada formulir no 100/02/01 dari grafik ini ditentukan nilai batas cair melalui ketukan

ke-25. Harga kadar air ini diperoleh dengan cara interpolasi linier. Pada grafik

tersebut jumlah ketukan diletakkan pada sumbu X dengan skala logaritma dan kadar

air pada Y dengan skala linier.

Pengukuran batas plastis (PL) pada tiga buah sampel diperoleh rata-rata

sebesar 20,431%. Sedangkan batas cair (LL) diperoleh rata-rata sebesar 42,15%. Dari

selisih batas cair dan batas plastis diperoleh indeks plastis (PI) sebesar 21,719%.

Harga-harga LL, PL dan PI sangat berpengaruh dan menentukan pada

pengklasifikasian tanah, baik menurut sistem AASHTO maupun menurut sistem

USCS.

4.1.3 Pembagian Butiran

Pengukuran pembagian butir dilakukan dengan 2 cara yaitu analisa saringan

kering dan analisa hidrometer. Namun, pada praktikum ini analisa hydrometer

terlebih dahulu yang dilakukan kemudian analisa kering. Pada analisa hidrometer

hasil perhitungannya dapat dilihat pada formulir no 105/04/02. Untuk menentukan

diameter butiran diperlukan harga kedalaman titik hidrometer. Harga tersebut

diperoleh dari tabel titik berat hidrometer. Sedangkan analisa kering hasil

perhitungannya dapat dilihat pada formulir no 105/05/02. Seluruh perhitungan yang

terdapat pada lampiran no.105/05/02 diperoleh dari pengukuran berat butiran tanah

untuk masing-masing kelompok saringan. Persen bagian diperoleh dari hasil bagi

berat fraksi yang tertahan di atas masing-masing saringan dengan berat seluruh

sampel dikalikan dengan 100%. Persen semua merupakan hasil bagi jumlah berat

fraksi di atas masing-masing saringan dengan berat seluruh sampel pada kelompok

saringan tersebut dikalikan 100%. Persen di atas adalah hasil bagi jumlah berat fraksi

di atas saringan dengan berat seluruh sampel dikalikan dengan 100%, sedangkan

persen lolos adalah 100% dikurangi % di atas.

Material yang tertinggal di atas saringan no.10 disebut bagian kerikil,

sedangkan material yang lewat saringan no.10 disebut bagian pasir, lanau (silt) dan

lempung (clay). Untuk memisahkan bagian pasir dengan clay dan silt dapat dilihat

dari hasil penyaringan dengan saringan no.200.

Berdasarkan perhitungan pada percobaan pembagian butiran ini didapat grafik

analisis butiran. Hal ini dapat dilihat pada lampiran no.105/07/02.

4.2 Pengukuran Sifat Mekanis

Pengukuran sifat mekanis tanah dilakukan pada sampel tanah tidak terganggu.

Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan nilai koefisien kohesi (c) dan sudut

geser (Φ), sehingga dapat digunakan untuk menentukan kekuatan daya dukung yang

dapat diterima dari konstruksi bangunan di atasnya dengan menggunakan rumus :

S = c + σ tan Φ

Dimana :

S = Kuat geser tanah

σ = Tegangan normal pada bidang geser

Φ = Sudut geser

c = Koefisien kohesi

4.2.1 Percobaan kuat Tekan Silinder

Percobaan ini dilakukan untuk mendapatkan parameter kuat geser dengan

pembebanan aksial tekan. Dari hasil percobaan tersebut diperoleh tegangan

maksimum 2,91 kg/cm². Tegangan maksimum diambil dari tegangan sebelum sampel

retak atau pecah. Nilai sudut kehancuran 50° dan sudut geser (Φ) 90˚ - 50˚ = 40˚

4.2.2 Percobaan Geser Langsung

Percobaan geser langsung (Direct Shear Test) merupakan percobaan seperti

menggunting, yang tujuannya dilakukan untuk mendapatkan sudut geser dan

koefisien kohesi (c). pengukuran didasarkan pada persamaan Coulomb :

S = c + σ tan Φ

Dimana :

S = Kuat geser tanah

σ = Tegangan normal pada bidang geser

Φ = Sudut geser

c = Koefisien kohesi

Data percobaan ini dapat dilihat pada lampiran no.111/01/02, serta

perhitungannya pada lampiran no.111/02/02.

Nilai % ø didapat dari hasil kali dial horizontal dengan 0,01 dan dibagikan

dengan diameter sampel dalam satuan mm, lalu hasilnya dikalikan dengan 100% .

Sedangkan % h diperoleh dari hasil kali dial vertikal dengan 0,01 dan dibagikan

dengan tinggi sampel dalam satuan mm, lalu hasilnya dikalikan dengan 100% .

Besar pembebanan (kg) merupakan perkalian angka dial proving ring dan

kalibrasinya sebesar 1,5975 Koreksi luas tampang (cor. area) dapat dicari dengan

menggunakan persamaan:

cor. area =

Luas tampang mula− mula100 / (100−%φ)

Tegangan geser diperoleh dari hasil bagi besar pembebanan dan luas tampang.

Dari grafik hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser dari tiga buah

percobaan diperoleh harga koefisien kohesi (c) = 0,69 kg/cm² dan sudut geser (Φ)

sebesar 7º.

4.2.3 Percobaan Konsolidasi

Percobaan konsolidasi merupakan penurunan yang terjadi pada arah vertikal,

sehingga tidak terdapat aliran naik atau pergerakan tanah latural. Hal ini terjadi dalam

pengujian di laboratorium dan umumnya juga berlaku di lapangan.

Karakteristik-karakteristik konsolidasi suatu tanah adalah indeks tekanan (Cc)

dan koefisien konsolidasi (Cv). Indeks tekanan berhubungan dengan besarnya

konsolidasi atau penurunan yang terjadi. Data yang diperoleh dari pengujian

konsolidasi disajikan dalam bentuk pembacaan dial atau penurunan. Dari grafik

hubungan antara pembacaan dial dengan log waktu didapatkan harga t 50 dan dari

grafik hubungan antara pembebanan dengan akar waktu didapatkan harga t 90. Harga

ini digunakan untuk mencari nilai koefisien konsolidasi (Cv). Dengan diketahuinya

nilai koefisien konsolidasi (Cv) ini maka waktu konsolidasi di lapangan dapat

diperhitungkan.

4.3 Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengenalan secara sifat mengenai

sifat-sifat umum tanah. Tanah dapat diklasifikasikan sebagai tanah kohesi dan tidak

kohesi ataupun tanah berbutir kasar dan berbutir halus. Berdasarkan hasil perhitungan

sifat-sifat fisis, maka secara umum tanah dapat diklasifikasikan ke dalam dua sistem

yaitu sebagai berikut :

a. United Soil Clasifiation System (USCS),dan

b. American Association of State Highway and Transroetation Officials (AASHTO).

Berdasarkan pengukuran sifat - sifat fisis diperoleh hasil sebagai berikut:

Batas cair (LL) = 38,200 %

Batas plastis (PL) = 19,54 %

Indeks plastisitas (PI) = 18,66 %

Lolos saringan no.200 = 70,97 %

4.3.1 Sistem Klasifikasi Tanah USCS

Sistem klasifikasi tanah USCS mengelompokkan tanah dalam dua kelompok

besar yaitu :

1. Tanah yang berbutir kasar, apabila kurang dari 50 % akan tertahan pada

saringan no. 200.

2. Tanah yang bebutir halus, apabila lebih dari 50 % lolos dari saringan no. 200.

Tanah berbutir kasar dapat berubah salah satu dari :

1. Kerikil apabila lebih dari setengah fraksi kasar tertahan pada saringan no. 4.

2. Pasir apabila lebih dari setengah fraksi kasar berada pada ukuran saringan no.

4 dan no. 200.

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan maka menurut sistem

“ USCS “,dengan memperhatikan tabel 1.6 halaman 57 pada buku yang sama

(Mekanika Tanah I), dimana contoh tanah yang lolos saringan nomor 200 lebih dari

50 % yaitu 70,97 % , batas cairnya (LL = 38,200 %), batas plastisnya (PL = 19,50

%) dan indeks plastisnya (PI = 18,66 %) maka tanah termasuk kelompok CL

(Lempung anorganik dengan plastisitas rendah). ( Lempung berlanau, kurus dengan

sebagian kecil kerikil).

4.3.2 Klasifikasi Menurut Sistem AASHTO

Berdasarkan hasil praktikum didapat :

Observasi tanah adalah coklat kekelabuan dan sedikit berbau.

Js = 2,755 gr/cm3

LL = 38,200 %

PL = 19,54 %

PI = 18,66 %

Lolos # 40 = 99,28 %

Lolos # 100 = 85,51 %

Lolos # 200 = 70,97 %

Berdasarkan tabel 1.7 hal 45 buku Mekanika Tanah I oleh Hary Christady

Hardiyatmo, diperoleh :

Berdasarkan persentase material yang lolos saringan no. 200 yaitu

70,97% (lebih dari 35% ) , tanah termasuk kelompok-kelompok A-4,

A-5, A-6 dan A-7.

Berdasarkan nilai batas cair (Liquid Limit) yaitu 38,200 % (lebih kecil

dari 41 % ) tanah termasuk kelompok A-4 dan A-6.

Berdasarkan nilai indeks plastisitas (Plastic Index) yaitu 18,66 % (lebih

besar dari 11%) tanah termasuk kelompok A-7.

Berdasarkan nilai batas Plastis (Plastic Limit) yaitu 19,54 % (lebih kecil

dari 30%), tanah termasuk kelompok A-7-6.

Untuk menentukan tingkatan relatif dari bahan dalam suatu sub kelompok

maka ditentukan indeks kelompok (GI) yang merupakan fungsi dari persentase tanah

yang lolos saringan no. #200 dan batas Atterberg. Berdasarkan buku “Mekanika

Tanah I” jilid 1 oleh Braja M. Das Indeks kelompok (GI) dapat diperoleh persamaan:

GI = ( F-35 )[ 0,2 + 0,005 ( LL - 40 )] + 0,01 ( F – 15 ) ( PI – 10 )

Dimana :

F = Persentase yang lolos saringan no. #200.

LL = Persentase batas cair (LL).

PI = Persentase indeks plastisitas (PI).

GI = ( F-35 )[ 0,2 + 0,005 ( LL - 40 )] + 0,01 ( F – 15 ) ( PI – 10 )

= (70,97 -35) [0,2+0,005(42,15–40)] + 0,01(70,97 –15)( 18,66 – 10)

= 15,008

Indeks kelompok diperoleh dengan menggunakan gambar grafik dengan

pembacaan angka pada perpotongan grafik IP dengan persen lolos saringan no.200

dan pembacaan angka perpotongan grafik LL dengan persen lolos saringan no.200

angka yang diperoleh dijumlahkan sehingga menghasilkan indeks kelompok (IG)

yaitu 15, maka tanah diklasifikasikan sebagai A-7-6 (15).

4.4 Sifat-Sifat Kemungkinan Pemakaian pada Konstruksi

Jenis tanah yang diperiksa merupakan lempung anorganik dengan plastisitas

rendah. Berdasarkan sifat-sifat fisis dan mekanis tersebut, maka tanah tersebut cocok

digunakan untuk pembangunan (rumah, pertokoan dan perkantoran). Pemakaian

untuk pembangunan bangunan lain seperti gedung, perlu diusahakan pondasi yang

maksimal agar kekuatan geser tanah tidak banyak mengalami perubahan baik dalam

jangka waktu pendek maupun dalam jangka waktu panjang setelah bangunan tersebut

didirikan.

Dan juga jenis tanah yang diperoleh adalah tanah yang berkualitas sedang

sampai buruk yang tidak cocok untuk pembangunan jalan dengan perkerasan yang

mengakibatkan antara lain rendahnya daya dukung dan kuat geser serta fungsi nilai

batas cair dan indeks plastisitas sehingga termasuk sukar dipadatkan. Pemanfaatan

tanah tersebut adalah untuk pekerjaan pondasi seperti bangunan, bendungan dan

konstruksi yang sejenis, atau pembangunan jalan tanpa perkerasan. Hal ini

dimungkinkan bila tekanan dan bebas geser terhadapnya tidak melebihi

kemampuannya.

Sesuai dengan klasifikasi sistem “ AASHTO “ dimana contoh tanah yang diperiksa

merupakan tanah berlempung. Menurut buku Perkerasan Jalan Raya karangan S.

Sukirman, tanah tersebut tidak dapat dipakai dalam pembangunan jalan bila

dibandingkan dengan kelompok tanah lainnya. Kualitas buruknya juga terlihat dari

daya dukung tanah yang kecil padahal tekanan terhadap permukaan jalan atau tanah

dasar bukan saja dari beban jalan, tetapi juga beban dari benda yang melalui jalan.

Oleh karena itu tanah tersebut harus dicampurkan dengan bahan-bahan lain untuk

meningkatkan daya dukung tanahnya. Meskipun demikian tanah tersebut dapat

dimanfaatkan untuk jalan perkerasan dan harus ditambah lapisan kerikil secara

periodik untuk stabilitas jalan.

Menurut sistem “ USCS “ tanah ini termasuk jenis lempung berlanau. Tanah

ini mempunyai batas cair yang cukup tinggi dan kurang baik untuk pembangunan

jalan karena sukar dipadatkan. Tanah ini lebih sesuai jika digunakan untuk

pembangunan bendungan, tanggul dan sebagainya karena lebih bersifat plastis. Tetapi

contoh tanah tersebut mungkin masih bisa dipakai dengan syarat tekanan terhadapnya

tidak mencapai 1,21 kg/cm² dan beban gesernya tidak melebihi beban geser contoh

tanah tersebut. Apabila diperlukan kekuatan yang lebih besar lagi, maka tanah itu

harus dicampurkan dengan bahan-bahan lain agar indeks plastisnya menjadi kecil.

Adapun beberapa prosedur untuk menstabilisasikan (mengurangi perubahan

volume) pada tanah tersebut adalah sebagai berikut :

1. Tanah tersebut ditambah bahan pencampur seperti gamping yang terhidrasi.

Biasanya indeks plastisnya akan lebih kecil dari 20 % sampai 40 %.

2. Tanah tersebut dipadatkan pada keadaan lebih basah dari optimum (3 %

sampai dengan 4 %) hingga didapatkan struktur lempung yang terdispensi dan

pada saat yang sama dihasilkan kerapatan kering yang rendah.

Terlepas dari semua itu, memang dapat diketahui bahwa dengan nilai batas

cair yang hampir termasuk tinggi pada contoh tanah yang diperiksa, maka sifat

teknisnya memang buruk, dimana daya dukungnya (kekuatan) rendah. Oleh karena

itu untuk dapat dimanfaatkan dalam konstruksi-konstruksi teknik sipil masih

diperlukan peningkatan kualitas dengan berbagai cara yang beberapa diantaranya

telah disebutkan.

4.5 Data Hasil Praktikum

Berdasarkan perhitungan (pengolahan) data hasil pemeriksaan sifat fisis dan

sifat mekanis terhadap contoh tanah, maka diperoleh parameter-parameter

sebagaimana tujuan tiap-tiap praktikum. Adapun hasil-hasil pemeriksaan sifat-sifat

tanah tersebut adalah :

Tabel 4.5.1 Hasil Pemeriksaan Sifat Fisis

NO URAIAN NILAI

1

2

3

4

5

Berat Jenis Tanah (Js)

Batas Cair (LL)

Batas Plastis (PL)

Indeks Plastis (PI)

Lolos # no.200

2,755 kg/cm²

38,200 %

19,54 %

18,66 %

70,97, %

Selanjutnya untuk data hasil pemerikasaan sifat-sifat mekanis dapat dilihat pada

tabel dibawah ini.

Tabel 4.5.2 Hasil Pemeriksaan Sifat Mekanis

N

OPERCOBAAN KEADAAN SAMPEL NILAI

1. Direct Shear

Kadar Air

Berat Volume Basah

Berat Volume Kering

21,093%

2.164 gram/cm³

1,778 gram/cm³

Hasil selengkapnya dapat dilihat pada formulir-formulir yang dilampirkan pada

laporan ini.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut :

1. Tanah yang diteliti pada praktikum Mekanika Tanah ini diklasifikasikan :

Berdasarkan AASHTO, tanah termasuk kelompok A-7-6 (15).

Bardasarkan USCS, tanah termasuk kelompok CL (Lempung anorganik

dengan plastisitas rendah)

2. Faktor yang mempengaruhi hasil praktikum antara lain adalah praktikan,

instrument, suhu, pengembalian sampel tanah, ketelitian praktikum dan cara

pengangkutan tanah. Konstanta-konstanta yang diperoleh dari hasil praktikum

disesuaikan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi hasil praktikum.

3. Contoh tanah yang diperiksa dipakai dalam pekerjaan pondasi seperti

pembangunan, dan jalan tanpa perkerasan.

4. Hasil pemeriksaan terhadap sampel tanah adalah :

Kerapatan massa = 2,755 gr/cm³

Batas Cair (LL) = 38,200 %

Batas Plastis (PL) = 19,54 %

Indeks Plastis (PI) = 18,66 %

Lolos saringan no.200 = 70,97 %

Untuk Percobaan Tekan Silinder Bebas :

Sudut kehancuran = 50º

Sudut geser (Φ) = 40º

Untuk Percobaan Geser Langsung :

kohesi (c) = 0,69 kg/cm²

sudut geser (Φ) = 7º

5.2 SARAN-SARAN

1. Untuk mempermudah didalam melakukan praktikum dimasa yang akan

datang, sangat baik Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik

Universitas Syiah Kuala setidaknya menyediakan lebih banyak lagi alat-alat

yang digunakan dalam praktikum.

2. Mahasiswa hendaknya dapat menguasai cara menggunakan alat praktikum

sebelum masuk kedalam laboratorium.

3. Kami harapkan kepada seluruh mahasiswa untuk lebih teliti dalam

melaksanakan praktikum ini dan jangan menyepelekannya.

4. Dan kami harapkan kepada mahasiswa yang melakukan praktikum ini agar

melihat alat-alat praktikum dan mempelajari agar bisa digunakan oleh

masing-masing mahasiswa.

5. Mahasiswa yang melaksanakan praktikum harus mengikuti petunjuk laboran

di Laboratorium.

6. Setelah selesai melakukan praktikum diharapkan kepada mahasiswa agar

material yang telah diuji dikembalikan pada tempatnya.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J.E, 1993, Sifat-sifat Fisis dan Geoteknik Tanah, edisi ke-II, Penerbit

Erlangga, Jakarta, Indonesia.

Ir. Muhammad Ali Ismail, M. Eng 1997, Petunjuk Praktikum Mekanika Tanah dan

Cara Menulis Laporan, Penerbit Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala,

Darussalam, Banda Aceh, Indonesia.

Christady, Hary. 2006. Mekanika Tanah I. Gadjah Mada University Press. Jakarta.

Indonesia.