PERCOBAAN IX

PEMERIKSAAN KEPADATAN TANAH

(STANDARD COMPACTION TEST)

PB-0111-76

AASHTO T-99-74

ASTM D-698-70

1. TUJUAN

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan berat isi kering suatu contoh tanah dengan memadatkan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 4,5 kg dan tinggi jatuh 45,7 cm. Disamping itu juga menentukan kadar air optimum untuk suatu kepadatan kering maksimum dari contoh tanah

Pemeriksaaan kepadatan dapat dilakukan dengan 4 (empat) macam cetakan berikut :

- Cara A : cetakan diameter 102 mm ; bahan lewat saringan 4,75 mm (No. 4).

- Cara B : cetakan diameter 152 mm ; bahan lewat saringan 4,75 mm (No. 4).

- Cara C : cetakan diameter 100 mm ; bahan lewat saringan 19 mm (3/4¢¢).

- Cara D : cetakan diameter 152 mm ; bahan lewat saringan 19 mm (3/4¢¢).

Bila tidak ditentukan cara yang harus dilakukan maka ditetapkan cara A atau cara D

2. DASAR TEORI

Sebelum mendirikan bangunan sipil kadang-kadang diperlukan pemadatan terlebih tanah dahulu, untuk meningkatkan daya dukung tanah maupun untuk maksud-maksud lain seperti kerapatan tanah. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya dukung pondasi diatasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan serta dapat meningkatkan lereng timbunan.

Pemadatan tanah dapat didefinisikan sebagai suatu proses memampatkan butir-butir tanah dengan mengeluarkan butir udara yang ada dari dalam pori-pori tanah dengan cara mekanis. Selain itu pemadatan tanah juga bertujuan untuk :

1. Meningkatkan gaya geser tanah

2. Memperkecil nilai permeabilitas tanah

3. Memperkecil nilai pemampatan tanah.

Faktor – faktor yang mempengaruhi hasil dari suatu proses pemadatan antara lain; besarnya energi pemadatan, kandungan air dalam tanah, serta jenis tanah. Dan tujuan akhir dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan kadar air yang optimum sehingga akan diperoleh kepadatan yang paling maksimum.

Beberapa istilah penting yang sering dijumpai dalam percobaan pemadatan di laboratorium, yakni :

Pemadatan (Compaction) adalah proses merapatkan butiran – butiran tanah secara mekanis, yang mennyebabkan keluarnya udara dari ruang pori, sehingga meningkatakan kepadatan tanah.

Kadar Air Optimum (Optimum Moisture Content – OMC) adalah kadar air dari suatu contoh tanah, yang jika dipadatkan dengan enersi pemadatan tertentu, akan menghasilkan nilai kepadatan maksimum (γ_{dry maks}).

Kepadatan Kering Maksimum (Maximum Dry Density - γ_{dry maks}) adalah kepadatan kering yang didapatkan, jika suatu contoh tanah dengan kadar air optimum dipadatkan dengan enersi tertentu.

Pemadatan Relatif (Relative Compaction) adalah prosentase perbandingan antara γ_dry yang dicapai dilapangan terhadap γ_{dry maks}yang didapat dari percobaan dilaboratorium.

Garis Kejenuhan (Saturation/Zero Air Vords Line – ZAVC) adalah garis yang menunjukkan hubungan antara γ_dry dan kadar air (w) untuk tanah dalam keadaan jenuh.

3. PERALATAN

a. Cetakan diameter 102 mm (4"), kapasitas 0, 000943 ± 0, 000008 m³, dengan diameter dalam 101,6 ± 0,406 mm, tinggi 116,43 ± 0,1270 mm (Lihat gambar No. 2).

b. Cetakan diameter 152 mm (6¢¢), kapasitas 0, 002124 ± 0,000021 m³, dengan diameter dalam 152,4 ± 0,660 mm, tinggi 116,43 ± 0,1270 mm (Lihat gambar No. 3). Cetakan-cetakan harus diberi logam yang mempunyai dinding teguh sesuai dengan ukuran diatas. Cetakan harus dilengkapi dengan leher sambung, dibuat dari bahan yang sama dengan tinggi ± 60 mm yang dipasang kuat-kuat dan dapat dilepaskan. Cetakan-cetakan yang telah dipergunakan beberapa lama sehingga tidak memenuhi syarat toleransi diatas, masih dapat dipergunakan bila toleransi tersebut tidak dilampaui lebih dari 50 %.

c. i. Alat tumbuk tangan dari logam yang mempunyai permukaan tumbuk rata diameter

50,8 ± 0,127 mm, berat 2,496 ± 0,009 kg dilengkapi dengan selubung yang bisa mengatur tinggi jatuh secara bebas setinggi 304,8 ± 1,524 mm. Selubung harus sedikitnya mempunyai 2 x 4 buah lubang udara yang berdiameter tidak lebih kecil dari 9,5 mm (3/8¢¢) dengan poros tegak lurus satu sama lain berjarak 19 mm dari kedua ujung. Selubung harus cukup longgar sehingga batang penumbuk dapat jatuh bebas tanpa terganggu.

ii. Dapat juga dipergunakan alat tumbuk mekanis dari logam yang dilengkapi alat

pengontrol tinggi jatuh bebas 304,8 ± 1,524 mm dan dapat membagi-bagi tumbukan secara merata diatas permukaan. Alat penumbuk harus mempunyai permukaan tumbuk yang berdiameter 50,8 ± 0,127 mm, berat 2,496 ± 0,009 kg.

d. Alat pengeluar contoh (sample extruder).

e. Alat perata dari besi sepanjang 25 cm, salah satu sisi memanjang harus tajam dan sisi lain datar.

f. Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5)°C.

g. Timabangan kapasitas 11,5 kg dengan ketelitian 5 gram.

h. Saringan 50 mm (2"), 19 mm (3/4") dan 4,75 mm (No. 4).

i. Talam, alat pengaduk dan sendok.

4. BENDA UJI

a. Bila contoh tanah yang diterima dari lapangan masih dalam keadaan lembab, keringkan contoh tersebut sehingga menjadi gembur, pengeringan dapat dilakukan di udara terbuka atau dengan alat pengering lain, dengan suhu tidak lebih dari 60 °C. Kemudian gumpalan-gumpalan tanah ditumbuk, tetapi butir aslinya tidak pecah.

b. Tanah yang sudah gembur disaring dengan saringan 4,75 mm (no. 4) untuk cara A dan B serta dengan saringan 19 mm (3/4") untuk cara C dan D.

c. Jumlah contoh yang sesuai untuk masing-masing cara pemeriksaan adalah sebagai berikut:

- Cara A sebanyak 20 kg

- Cara B sebanyak 45 kg

- Cara C sebanyak 35 kg

- Cara D sebanyak 70 kg

Selisih kadar air masing-masing bagian diambil antara 1 sampai 3%.

d. Benda uji dibagi menjadi 6 bagian dan tiap bagian dicampur air yang telah ditentukan dan diaduk sampai merata. Penambahan air diatur, sehingga didapat benda uji sebagai berikut:

- 3 contoh dengan kadar air kira-kira dibawah optimum.

- 3 contoh dengan kadar air kira-kira diatas optimum.

e. Masing-masing benda uji dimasukkan ke dalam kantong plastik dan disimpan selama 12 jam atau sampai kadar airnya merata.

5. PROSEDUR PERCOBAAN

Cara A :

a. Timbang cetakan (mold) diameter 102 mm dan keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₁).

b. Cetakan (mold), leher (collar) dan keping alasnya (base plate) dipasang jadi satu dan ditempatkan pada landasan yang kuat.

c. Ambil salah satu dari ke enam contoh tersebut kemudian diaduk dan dipadatkan di dalam cetakan dengan cara sebagai berikut :

Jumlah keseluruhan tanah yang digunakan harus tepat, sehingga tinggi kelebihan tanah yang diratakan setelah leher dilepas tidak lebih dari 0,5 cm. Pemadatan dilakukan dengan alat penumbuk standar 4,54 kg dengan tinggi jatuh 45,7 cm. Tanah dipadatkan dalam 3 lapisan dengan 25 kali tumbukan.

d. Potong kelebihan tanah dari bagian keliling leher dengan pisau dan lepaskan leher sambung (collar).

e. Pergunakan alat perata untuk meratakan kelebihan bahan sehingga betul-betul rata dengan permukaan cetakan (mold). Lubang-lubang yang terjadi pada permukaan karena lepasnya butir-butir kasar, harus ditambal dengan bahan-bahan yang berbutir lebih halus.

f. Timbang cetakan yang berisi benda uji beserta keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₂).

g. Keluarkan benda uji tersebut dari cetakan dengan mempergunakan alat pengeluar benda uji (sample extruder) dan potong sebagian kecil dari benda uji pada keseluruhan tingginya untuk pemeriksaan kadar air. Tentukan kadar air dari masing-masing benda uji sesuai dengan PB - 0106- 76.

Cara B

a. Timbang cetakan (mold) diameter 152 mm dan keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₁).

b. Cetakan leher (mold collar) dan keping alasnya (base plate) dipasang jadi satu dan ditempatkan pada landasan yang kuat.

c. Ambil salah satu dari ke enam contoh diaduk dan dipadatkan di dalam cetakan dengan cara sebagai berikut :

Jumlah keseluruhan tanah yang digunakan harus tepat sehingga tinggi kelebihan tanah yang diratakan setelah leher dilepas tidak lebih dari 0,5 cm. Pemadatan dilakukan dengan alat penumbuk standar 4,54 kg dengan tinggi jatuh 45,7 cm. Tanah dipadatkan dalam 3 lapisan dengan 56 kali tumbukan.

d. Potong kelebihan dari bagian kelebihan keliling dengan pisau dan lepaskan leher sambung (mold collar).

f. Timbang cetakan yang berisi benda uji beserta keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₂).

g. Keluarkan benda uji tersebut dari cetakan dengan mempergunakan alat pengeluar benda uji (extruder) dan potong sebagian kecil dari benda uji pada keseluruhan tingginya untuk pemeriksaan kadar air, tentukan kadar air dari masing-masing benda uji sesuai dengan PB - 0106 - 76.

Cara C :

a. Timbang cetakan (mold) diameter 102 mm dan keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₁).

b. Cetakan (mold), leher (collar) dan keping alasnya (base plate) dipasang jadi satu dan ditempatkan pada landasan yang kuat.

c. Ambil salah satu dari ke enam contoh tersebut kemudian diaduk dan dipadatkan di dalam cetakan dengan cara sebagai berikut :

d. Potong kelebihan tanah dari bagian keliling leher dengan pisau dan lepaskan leher sambung (collar).

f. Timbang cetakan yang berisi benda uji beserta keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₂).

Cara D

a. Timbang cetakan (mold) diameter 152 mm dan keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₁).

b. Cetakan leher (mold collar) dan keping alasnya (base plate) dipasang jadi satu dan ditempatkan pada landasan yang kuat.

c. Ambil salah satu dari ke enam contoh diaduk dan dipadatkan di dalam cetakan dengan cara sebagai berikut :

d. Potong kelebihan dari bagian kelebihan keliling dengan pisau dan lepaskan leher sambung (mold collar).

f. Timbang cetakan yang berisi benda uji beserta keping alasnya dengan ketelitian 5 gram (B₂).

6. ANALISA DATA

PROYEK :

LOKASI :

JENIS TANAH : TANGGAL PERCOBAAN :

DIKERJAKAN : TANGGAL PENIMBANGAN :

PERCOBAAN PEMADATAN

(STANDARD COMPACTION TEST)

PB-0111-76

PERCOBAAN PEMADATAN

PB-0111-76/PB0112-76

Jenis Tanah Modified

Berat Tanah Basah (gr)	2000	2000	2000	2000	2000	2000
Kadar air mula-mula (%)	100	200	300	400	500	600
Penambahan air (%)	0	100	100	100	100	100
Penambahan air (cc)	100	200	300	400	500	600

Berat Isi Modified

Berat tanah + cetakan (gr)	5942	5846	6100	6460	6286	5942
Berat cetakan (gr)	4755	4755	4755	4755	4755	4755
Berat tanah basah (gr)	1187	1091	1345	1705	1531	1187
Isi cetakan (cm³)	928.89	928.89	928.89	928.89	928.89	928.89
Berat isi basah (gr/cm³)	1.278	1.175	1.448	1.836	1.648	1.278
Berat isi kering (gr/cm³)	0.94	0.865	1.065	1.351	1.213	0.94
ZAV	1.939	1.864	1.72	1.624	1.581	1.49

Contoh Perhitungan:

· Berat Tanah Basah = ( Berat tanah + cetakan ) - ( Berat cetakan )

= 5942 –4755

= 1187 gr

· Isi Cetakan =

p.d².t

p. 10,1².11,6

= 928,90 cm³

· Berat Isi Basah =

· Berat Isi Kering =

· Perhitungan

ZAV

ZAV =

Dengan

w = 1 gr/cm³ dan Gs = 2,645

ð Dengan w = 13,75%

ZAV =

= 1,939 gr/cm³

Kadar Air

Berat tanah + cawan (gr)	19.8	20.2	19.2	16	20.4	22.6
Berat kering + cawan (gr)	22	22.8	22.3	18.9	24.6	28.2
Berat air (gr)	2.2	2.6	3.1	2.9	4.2	5.6
Berat cawan (gr)	3.8	3.8	4	3.8	3.9	3.5
Berat tanah kering (gr)	16	16.4	15.2	12.2	16.5	19.1
Kadar air (%)	13.75	15.85	20.39	23.77	25.45	29.31

Contoh Perhitungan:

Berat Air = ( T.basah + Cawan ) – ( T.Kering + Cawan )

= 22 – 19,8

= 2,2 gr

Berat Tanah Kering = ( Tanah Kering + Cawan ) - ( Cawan )

= 19,8 – 3,8

= 16 gr

Kadar Air ( % ) =

= 13,75%

Grafik Hasil Uji

Berat Tanah Basah ( gr )	2000	2000	2000	2000	2000	2000
Penambahan Air ( cc )	8	10	12	14	16	18
Kadar air ( % )	13.75	15.85	20.39	23.77	25.45	29.31
gZAV (Kg/cm³)	1.939	1.864	1.72	1.624	1.581	1.49
Berat Isi Kering (gr/cc)	0.94	0.865	1.065	1.351	1.213	0.94