01 atterberg limit

Upload: kemal-firdaus

Post on 09-Jul-2015

906 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

BAB 1 ATTERBERG LIMITS A.1.1

LIQUID LIMITPENDAHULUANMencari kadar air pada liquid limit(batas cair) dari sampel tanah

1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :

1.1.2 Alat-alat dan Bahan:

Alat Cassagrande Standard grooving tool Can Spatula Mangkuk porselin Air suling Oven Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram Botol penyemprot

1.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan: Di dalam laboratorium, liquid limit didefinisikan sebagai kadar air dimana contoh 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 contoh 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:

Modul Praktikum Atterberg Limits

1

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia Cair PlastisBATAS CAIR Gambar 1.1

Semi PlastisBATAS SUSUT Diagram Atterberg Limits

Solid

BATAS PLASTIS

Semakin ke kanan diagram di atas, kadar airnya semakin sedikit. Batas cair ini ditentukan dengan percobaan memakai alat liquid limit. Alat ini dikembangkan oleh cassagrande dan besarnya batas cair ditentukan pada ketukan ke-25.

W=dengan : W = kadar air w1 = berat tanah basah + can w2 = berat tanah kering + can w3 = berat can

w1 w2 100% w2 w3

(1.1)

1.2

PRAKTIKUM 1.udara Menyiapkan tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering Memastikan kebersihan alatalat Mengkalibrasi timbangan yang akan digunakan Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling Mempersiapkan dan mengeringkan can yang diperlukan

1.2.1 Persiapan Percobaan

2. 3. 4. 5.

1.2.2 Jalannya Percobaan 1. Memasukkan hingga homogen contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula

2. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk cassagrande selapisdemi 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

Modul Praktikum Atterberg Limits

2

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 3. Membuatcelah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk

cassagrande dengan menggunakan grooving tool dalam arah tegak lurus mangkuk, dilakukan dengan hatihati agar tidak terjadi retak pada bagian bawahnya (gambar 1.2)

Gambar 1.2

Membuat celah dengan grooving tool

4. Menjalankan alat cassagrande dengan kecepatan konstan 2 putaranper-detik dan tinggi jatuh 1 cm, dilakukan hingga tanah tepat merapat sepanjang 0.5 inch pada saat itu alat cassagrande dihentikan dan jumlah ketukan dicatat (gambar 1.3)

Gambar 1.3

Tanah yang merapat sepanjang inch

5. Menimbang can terlebih dahulu, lalu mengambil sebagian tanahdalam mangkuk cassagrande dan memasukkannya ke dalam can dan ditimbang berat can + tanah, terakhir can + tanah dimasukkan ke dalam oven.

Modul Praktikum Atterberg Limits

3

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 6. Mengulangi seluruh langkah di atas untuk lima sampel dan dengannilai ketukan antara 10 hingga 50 ketukan, hal ini dibantu dengan cara menambahkan air suling atau menambahkan tanah

7. Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, contoh tanah dikeluarkandan ditimbang kembali

8. Menghitung kadar airnya1.2.3 Perbandingan dengan ASTM Pada ASTM jumlah ketukkan adalah antara 25 35 ketukan, sedangkan pada percobaan ini jumlah ketukan adalah antara 10 50 ketukkan, hingga tanah merapat sepanjang 0.5 inch.

1.3

HASIL PRAKTIKUM

1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)

1.3.2

Perhitungan : I 1 % II 2 % III 3 % % IV 4 % V 5 %

Jumlah ketukan Berat tanah basah + can Berat tanah kering + can Berat can Berat tanah kering Berat air Kadar air Kadar air rata-rata Menentukan nilai Liquid Limit Cara 1

Batas cair didapat dengan menarik garis vertikal pada N = 25 sampai memotong grafik. Regresi logarithmic antara N (jumlah ketukan) dengan W (kadar air) : N(x) W(y) 1 % 2 % 3 % 4 % 5 %

Modul Praktikum Atterberg Limits

4

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia82 81 80 W (%) 79 78 77 76 75 74 0 10 20 30 40 50 60 Jumlah ketukany = Ln(x) +

Gambar 1.4

Contoh grafik untuk menentukan liquid limit

Dari grafik di atas, didapat persamaan kurva: y = Ln(x) + maka untuk N = 25 Liquid Limit = Ln(25) + = % Cara 2 Dengan rumus :N LL = Wn 25 0.121

(1.2)

keterangan : LL Wn N = liquid limit = kadar air pada ketukan ke-n = jumlah ketukan

LL1 = % LL2 = % LL3 = % LL4 = % LL5 = %

Modul Praktikum Atterberg Limits

5

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas IndonesiaNo. Can 1 2 3 4 5 Jumlah ketukan 1 2 3 4 5 Wn (%) % % % % % LL (%) % % % % % %

LLrata-rata =

Kesalahan relatif =

LL cara 1 LL cara 2 100 % = % LL cara 1

Menentukan harga Flow Index(FI) Untuk mendapatkan harga Flow Index (FI) ialah dengan menarik garis lurus sehingga memotong sumbu pada ketukan ke-10 dan ketukan ke-100. Kadar air untuk N = 10 ; W = Ln(10) + = % Kadar air untuk N = 100 ; W = Ln(100) + = % FI = WN=100 WN=10 =

(1.3)

Modul Praktikum Atterberg Limits

6

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

B.1.1

PLASTIC LIMITPENDAHULUANMencari kadar air pada batas plastis (plastis limit) dari sebuah sampel

1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan : tanah. 1.1.4 Alat-alat dan Bahan: Pelat kaca Container Contoh tanah lolos saringan No. 40 ASTM Spatula Mangkuk porselin Air suling Oven Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

1.1.5 Teori dan Rumus yang Digunakan: Di dalam laboratorium, plastic limit didefinisikan sebagai kadar air pada batas dimana contoh tanah digulung pada pelat kaca hingga mencapai diameter kurang lebih inch (3.2 mm) dan tanah tersebut tepat retakretak halus. Dari percobaan ini dapat ditentukan Plastic Index (IP), dimana: IP = LL PL(1.4)

Kadar air tanah dalam keadaan aslinya biasanya terletak antara batas plastis dan batas cair. Rumus yang digunakan sama seperti persamaan (1.1):

W=dengan : W = kadar air

w1 w2 100% w2 w3

w1 = berat tanah basah + container w2 = berat tanah kering + container w3 = berat container

Modul Praktikum Atterberg Limits

7

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 1.2 PRAKTIKUM1. Membersihkan alatalat yang akan digunakan 2. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling 3. Mempersiapkan tanah lolos saringan No.40 ASTM

1.2.1 Persiapan Percobaan

4. Menimbang berat kedua container1.2.2 Jalannya Percobaan

1. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dankemudian mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga homogen

2. Mengambil contoh tanah tersebut sedikit lalu menggulungnya diatas pelat kaca sampai berdiameter inch. Bila kadar air berlebih, pada waktu contoh tanah mencapai diameter inch tidak terjadi retakretak, maka percobaan ini harus diulang kembali dengan menambahkan contoh tanah. Sedangkan bila kadar air kurang, contoh tanah akan retak retak sebelum mencapai diameter inch. Percobaan ini harus diulang kembali dengan menambahkan air sehingga contoh tanah tepat retakretak pada waktu mencapai diameter inch (gambar 1.5)

Gambar 1.5

Proses menggulung sampel tanah

3. Contoh tanah yang mulai retakretak halus pada diameter inchdimasukkan ke dalam dua container yang sudah ditimbang beratnya. Berat container + tanah minimum adalah 15 gram.

Modul Praktikum Atterberg Limits

8

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 4. Container harus secepatnya ditutup agar kadar air tidak berkurangkarena penguapan. Container yang telah berisi tanah tersebut kemudian ditimbang.

5. Memasukkan container dalam keadaan terbuka ke dalam oven berisitanah yang telah ditimbang selama kurang lebih 18 jam.

6. Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, container berisi tanahdikeluarkan untuk ditimbang guna mencari kadar airnya. Pada saat menghitung kadar air ini jangan lupa untuk menambahkan berat penutup container agar berat total container seperti pada saat menimbang berat tanah basah sebelumnya. 1.2.3 Perbandingan dengan ASTM ditentukan, Pada percobaan, pada waktu ASTM penggulungan waktu tanah tidak tanah sedangkan penggulungan

maksimum adalah dua menit.

Pada percobaan, setelah tanah digulung dan terjadi

retakretak, maka tanah tersebut dibagi menjadi dua bagian sama besar dan dimasukkan ke dalam container. Sedangkan pada ASTM, tanah yang telah digulung akan diremukkan kembali dan digulung kembali sampai contoh tanah tersebut sukar untuk digulung kembali.

Modul Praktikum Atterberg Limits

9

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 1.3 HASIL PRAKTIKUM

1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir) 1.3.3 Perhitungan :

Can No. Berat tanah basah + Can Berat tanah kering + Can Berat Can Berat tanah kering Berat air Kadar air

w1 (gr) w2 (gr) w3 (gr) w2 w3 (gr) w1 w2 (gr) w1 w2 x100 % W= w2 w3

1 %

2 %

Kadar airratarata (plastic limit)Plastic Index IP = LL PL =

(1.5)

Modul Praktikum Atterberg Limits

10

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

C.1.1

SHRINKAGE LIMITPENDAHULUANMencari kadar air pada batas susut dari suatu sampel tanah

1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :

1.1.2 Alat-alat dan Bahan: Raksa Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram Contoh tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering oven

1.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan: Shrinkage limit adalah kadar air pada batas keadaan semi plastis dan beku. Di dalam laboratorium, shrinkage limit didefinisikan sebagai batas dimana tidak akan terjadi perubahan volume pada massa tanah, apabila kadar airnya dikurangi. Pada tahapan ini tanah mengering tanpa diikuti perubahan volume. Batas susut ditunjukkan dengan kadar air tanah pada tahap mengering dan tidak terdapat perubahan/pengurangan volume. Rumus yang digunakan :

SL =

( ww wd ) (Vw Vd ) w 100%wd

(1.6)

dengan : ww wd Vw Vd w = berat tanah basah = berat tanah kering = volume tanah basah = volume tanah kering = berat jenis air = 1 gram/cm3

SR =

wd 100% Vd

(1.7)

Modul Praktikum Atterberg Limits

11

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 1.2 PRAKTIKUM1. udara 2. Mempersiapkan air suling dan botol penyemprot Menimbang coated dish atau container yang diperlukan Mempersiapkan tanah lolos saringan No. 40 ASTM kering

1.2.1 Persiapan Percobaan

3.

1.2.3 Jalannya Percobaan 1. Memasukkan butiran tanah ke dalam mangkuk porselin dan diberi air suling secukupnya kemudian diaduk dengan spatula hingga homogen

2.

Sampel

tanah

yang

sudah

homogen

tersebut

diperlakukan seperti pada langkah-langkah percobaan liquid limit, diusahakan tanah telah merapat sepanjang 0.5 inch pada kisaran 2025 ketukan

3.

Mengambil sampel tanah dari alat cassagrande tersebut

ke dalam coated dish yang sudah diolesi vaseline. Jangan lupa untuk mengetuk-ngetuk coated dish agar sampel tanah mengisi penuh seluruh bagian coated dish dan permukaannya rata.

4. 5. 6.

Menimbang sampel tanah dan coated dish tersebut Lakukan untuk dua kali percobaan Mendiamkan coated dish dan sampel tanah di udara

terbuka kurang lebih selama 18 jam agar tidak mengalami retak-retak akibat pemanasan secara tiba-tiba 7. dalam oven Setelah 18 jam, baru sampel tanah dimasukkan ke Setelah sekitar 1824 jam di oven, coated dish dan

8.

tanah kering dikeluarkan dari oven. Menimbangnya lagi, dan kemudian menghitung volume tanah basah dan volume tanah kering. * Menghitung volume tanah basah :

Menimbang coated dish (w1)

Modul Praktikum Atterberg Limits

12

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia Memasukkan raksa ke dalam coated dish sampai penuh,

lalu permukaan raksa diratakan dengan pelat kaca agar sejajar dengan pinggiran coated dish

Kemudian coated dish beserta isinya ditimbang (w2) Volume tanah basah adalah:Vw = w Hg

Hg

=

w 2 w1

Hg

(1.8)

** Menghitung volume tanah kering :

Memasukkan raksa ke dalam shrinkage dish sampai

penuh dan meratakannya dengan pelat kacaMenimbang shrinkage dish beserta isinya dan diperoleh berat air raksa dalam shrinkage dish (wHg+S)

Mencelupkan contoh tanah kering ke dalam shrinkage

dish yang berisi raksa dengan menekannya secara hatihati dengan pelat kaca berkaki tiga sehingga permukaan sampel tanah benar benar berada tepat di permukaan air raksa sebagian raksa akan tumpah keluar. Proses ini disebut sub-merging soil cake (gambar 1.6).

Gambar 1.6

Proses sub-merging soil cake

Mengeluarkan sampel tanah dan menimbang kembali

shrinkage dish + raksa yang tersisa (wHg)

Volume tanah kering adalah:Vw = w Hg +s w Hg

Hg

(1.9)

1.2.3 Perbandingan dengan ASTM

Modul Praktikum Atterberg Limits

13

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia Pada percobaan di dalam laboratorium, coated dish yang

telah diolesi vaseline dan diisi tanah diketukketuk agar tidak tersisa gelembung udara di dalamnya. Sedangkan menurut standar ASTM D427, coated dish hanya digoyanggoyangkan.

dan tinggi

Pada metode ASTM alat yang dipakai untuk menampung 0.5 inch, sedangkan dalam percobaan di dalam

tanah adalah mangkuk porselin yang mempunyai diameter 1.75 inch laboratorium dipakai coated dish.

Modul Praktikum Atterberg Limits

14

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia 1.3 HASIL PRAKTIKUM

1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir) 1.1.3 Perhitungan :No. coated dish Berat tanah basah + coated dish Berat coated dish Berat tanah basah Berat tanah kering + coated dish Berat tanah kering Berat raksa + coated dish Berat raksa Volume tanah basah ( Vw ) Berat raksa + shrinkage dish Berat raksa + shrinkage dish (setelah sub-merging soil cake) Berat raksa yang dipindahkan Volume tanah kering ( Vd ) Shrinkage Limit Shrinkage Ratio 1 2

ww+c (gr) wc (gr) ww = ww+c - wc (gr) wd+c (gr) wd = wd+c - wc (gr) wHg+c (gr) wHg (gr) wHg / 13.53 wHg+s (gr) wHg+s (gr) (wHg+s) (wHg+s) (wHg) / 13.53 SL SR

Keterangan :

Modul Praktikum Atterberg Limits

15

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas IndonesiaShrinkage Limit (SL)dish 1 = =

( ww wd ) (Vw Vd ) w 100%wd

(... ... ) (... ...)1 100 %...

= Shrinkage Ratio (SR)dish 1 = =

wd 100% Vd... 100 % ...

=

Shrinkage Limit (SL)dish 2 = =

( ww wd ) (Vw Vd ) w 100%wd

(... ... ) (... ...)1 100 %...

= Shrinkage Ratio (SR)dish 2 = =

wd 100% Vd... 100 % ...

=

Shrinkage Limit (SL)rata-rata =

SLdish 1 + SLdish 2 2=... +... 2

= Shrinkage Ratio (SR)rata-rata = =

SRdish 1 + SRdish 2 2... +... 2

=

REFERENSI

Modul Praktikum Atterberg Limits

16

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas IndonesiaLambe T.W. Soil Testing For Engineers. John Willey and Sons. New York. 1951. Punmia, B.C. Soil Mechanic and Foundation. Standard Book House. Delhie. 1981. Wesley, LD. Mekanika Tanah. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.

Modul Praktikum Atterberg Limits

17