LAPORAN PRAKTIKUM

COMPACTION

KELOMPOK 5

Erlangga Rizki Fauzi 1006758294

Rosemarie Maya 1006674401

Pra Gogo Hutagaoel 1006674345

Muhammad Ridwan 1006674313

Afdol Pranata 1106067822

TanggalPraktikum :26 Februari 2012

Asisten :Sandy Sanjaya

Nilai :

Paraf :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAHDEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2012

1. PENDAHULUAN

1.1. MaksuddanTujuanPercobaan

Mencari nilai kerapatan kering (γ dry) maksimum pada kadar air optimum

(Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan

1.2. Alat dan Bahan :

a. Mould, lengkap dengan collar dan base plate

b. Hammer seberat 10 lbs, dengan tinggi jatuh 18 inch

c. Hydraulic extruder

d. Pelat baja pemotong

e. Gelas ukur

f. Wadah untuk mencampur tanah dengan air

g. Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggu tanah

h. Timbangan

i. Oven

j. Sampel tanah lolos saringan no. 4 ASTM sebanyak 4 kantong @ 2kg

k. Jangka sorong

1.3. Teori dan Rumus yang Dipakai

Compaction(pemadatantanah) adalah suatu proses dimana pori-pori tanah

diperkecil dan kandungan udara dikeluarkan secara mekanis. Suatu pemadatan tanah

adalah juga merupakan usaha(energi) yang dilakukan pada massa tanah. Suatu

pemadatan (Compactive Effort = CE) yang dilakukan tersebut adalah fungsi dari

variabel-variabel berikut:

CE=W .H . L. B

V

dengan :

CE = Compactive Effort (lb/ft2)

W = berat hammer (lb)

H = tinggi jatuh (inch)

L = jumlah layer

B = jumlah pukulan per-layer

V = volume tanah (ft3)

Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiri

dari dua macam, yaitu:

1. Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)

2. Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)

Perbedaan mengenai dua metode tersebut dirangkum pada tabel di bawah

ini:

Tabel Perbandingan metode Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)

dengan Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)

Test IdentificationAASHTO T 99

ASTM D 698

AASHTO T 180

ASTM D 1557

Diameter mould (inch) 4 6 4 6

Berat hammer (lb) 5.5 5.5 10 10

Tinggi jatuh hammer

(inch)12 12 18 18

Jumlah layer 3 3 5 5

Jumlah pukulan per-layer 25 56 25 56

C.E (lb/ft2) 12.375 12.375 56.25 56.25

Ukuran butiran maksimumyang lolos No. 4 (3/4”) No. 4 (3/4”) No. 4 (3/4”) No. 4 (3/4”)

Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatu

hubungan tersebut dibuat beberapa contoh tanah minimal empat contoh dengan kadar

air yang berbeda-beda, dengan perbedaan kurang lebih 4% antara setiap sampel. Dari

percobaan tersebut kemudian dibuat grafik yang menggambarkan hubungan antara

kepadatan dan kadar air, sehingga dari grafik tersebut diperoleh γdrymaksimum pada

kadar air optimumnya. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa suatu tanah yang

dipadatkan dengan kadar air tanah lebih dari Woptakan diperoleh nilai kepadatan yang

lebih kecil dari γdrymaksimum.

Dalam pengaplikasiannya dalam dunia teknik sipil, dynamic compaction

digunakan untuk meningkatkan kepadatan tanah ketika keadaan di bawah permukaan

tanah membuat metode lainnya tidak bisa digunakan. Proses pemadatan ini adalah

dengan menjatuhkan beban berat berulang kali ke tanah dengan jarak jatuh yang

sama.Berat beban yang digunakan dan tinggi jatuh menentukan jumlah pemadatan

yang terjadi.Pemadatan dilakukan untuk memperbaiki beberapa sifat tanah, antara

lain:

1. Menaikkan kuat geser = menaikkan nilai dan c yang bertujuan untuk

memperkuat tanah.

2. Mengurangi kompresibilitas = mengurangi penurunan oleh beban.

3. Mengurangi permeabilitas = mengurangi nilai k.

4. Mengurangi sifat kembang-susut tanah.

Pada pemadatan, yang dapat berkurang hanya udara. Makin basah

tanah,makin mudah dipadatkan karena air berfungsi sebagai pelumas agar butir-butir

air mudah merapat, tetapi kadar air yang berlebihan akan mengurangi hasil

pemadatanyang dapat dicapai. Tanah yang kenyang air tidak dapat dipadatkan.

Pemadatan pada tanah granuler atau pasir penanganannya paling

mudah.Sifat tanah pasir adalah kuat geser dan permeabilitasnya tinggi.Perubahan

volumesedikit setelah dipadatkan.

Tanah lanau bersifat cukup stabil dan kuat geser cukup tinggi.Lanau

sangatsulit dipadatkan bila basah karena permeabilitasnya rendah.Perubahan

volumesedikit setelah dipadatkan.Tanah lempung padat mempunyai permeabilitas

rendah sehingga air sulitmengalir keluar dari rongga lempung. Butiran sulit merapat

satu sama lain. Tanahlempung tidak dapat dipadatkan dengan baik pada waktu sangat

basah/jenuh.

Menentukan Kadar Air

W =W water

W dry× 100 %

W =W dry(1+W )

W dry=W wet

(1+W )

dengan:

W = kadar air

Wwater = berat air (gram)

Wdry = berat tanah kering (gram)

Wwet = berat tanah basah (gram)

Menentukan Penambahan Volume Air

V add=W x−W 0

1+W 0×W

dengan:

Vadd = volume air yang akan ditambahkan

Wx= kadar air yang akan dibuat

W0= kadar air awal

W = berat sampel tanah (gram)

Menentukan Nilai γwet dan γdry

γwet=W wet

V

γdry=γwet

(1+W )

dengan:

wet = berat isi tanah dalam keadaan basah (gram/cm3)

Wwet = berat tanah basah (gram)

V = volume sampel tanah yang telah dipadatkan (cm3)

dry = berat isi tanah dalam keadaan kering (gram/cm3)

Wdry = berat tanah kering (gram)

W = kadar air

Menghitung Nilai Zero Air Void Line (ZAV-Line)

ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isi kering

dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.

ZAV=Gs . γ water

1+(W . Gs)/Sr

dengan:

Gs = nilai specific gravity

water = berat jenis air (1 gran/cm3)

W = kadar air

Sr = derajat kejenuhan

Menghitung Nilai Compaction Effort (CE)

CE=W .H . L. B

V

dengan :

CE = Compactive Effort (lb/ft2)

W = berat hammer (lb)

H = tinggi jatuh (inch)

L = jumlah layer

B = jumlah pukulan per-layer

V = volume tanah (ft3)

2. PRAKTIKUM

2.1. PersiapanPraktikum

a) Menyiapkan 4 kantong sampel tanah masing-masing 2 kg, lolos saringan No. 4

ASTM

b) Mencampur seluruh sampel dalam kantong dengan rata dalam satu wadah, nilai

kadar air awal dalam hal ini dianggap sama

c) Mengambil sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air seluruhnya, dan

mencari nilai kadar air sampel tersebut

d) Mengembalikan sampel ke kantongnya masing-masing

e) Sehari kemudian setelah kadar air diketahui, menambahkan air ke dalam masing-

masing kantong agar mencapai kadar air yang berbeda-beda

f) Memasukkan contoh tanah ke dalam kantong plastik dan dibiarkan selama 18-24

jam(diperam) agar campuran air merata

2.2. Jalannya Percobaan

a) Menyiapkan mould, collar, dan base plate

b) Menimbang dan mengukur dimensi mould untuk mengetahui volume tanah hasil

pemadatan

c) Memasukkan tanah ke dalam mould, perkirakan jumlahnya sedemikian rupa

sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3 tinggi mould (karena total

lapisan pemadatan sebanyak 3 lapis)

d) Menumbuk setiap lapisan 56 kali secara merata dengan hammer seberat 5.5 lb dan

tinggi jatuh 12 inch(Standard AASHTO)

e) Membuka collar setelah pemadatan lapis ketiga selesai– meratakan kelebihan tanah

pada moulddengan pelat pemotong

f) Menimbang tanah beserta mould

g) Mengeluarkan contoh tanah dari mould dengan bantuan extruder

h) Mengambilbagian atas, tengah, bawah dari contoh tanah tersebut untuk diperiksa

kadar airnya – dengan demikian akan diperoleh kadar air rata-rata dari contoh tanah

setelah dipadatkan

2.3. Perbandingan dengan ASTM

Percobaan ini dilakukan sesuai Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)

3. HASIL PRAKTIKUM

3.1. Data Hasil Praktikum ( terlampir )

3.2. Perhitungan

Menentukan Hubungan W - dry

Dimensi mould:

39% & 43% D = 10,18 cm Tinggi = 11,625 cm Berat = 1,392 kg = 1392 gram Volume = 946,19 cm2

35%& 47% D = 10,21 cm Tinggi = 11,851 cm Berat = 1,692 kg = 1692 gram Volume = 970,28 cm2

Menentukan kadar air

Sampel Wcan

(gram)W(c+w)

(gram)W(c+d)

(gram)Wwater

(gram)Wdry

(gram) Wo

1 19,66 355,57 266,74 88,83 247,08 35,95 %2 16,79 357,17 260,55 96,62 243,76 39,63 %3 17,91 416,18 295,05 121,13 277,14 43,7 %4 19,72 428,42 296,72 131,7 277 47,54 %

Menentukan kerapatan kering

Sampel 1 2 3 4

Assumed water content (%) 35 39 43 47

Water content (%) 35,95 39,63 43,7 47,54

Wt. of soil + mould (gram) 3104 2936 3018 3336

Wt. of mould (gram) 1692 1392 1392 1692

Wt. of soil in mould (gram) 1412 1544 1626 1644

Wet density (gr/cm

3) 1455 1631 1718 1694

Dry density (gr/cm

3) 1070 1168 1194 1148

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 491000

1050

1100

1150

1200

1250

Water content Vs Dry density

Water content, w %

Dry

Dens

ity, γ

gr/

cm3

Menghitung Garis ’Zero Air Void’Sr = 100%γwater = 1 gr/cm

3

ZAV = Gs. γ w

1+ W . GsSr

(contoh sampel 1)

ZAV = Gs. γ w

1+ W . GsSr

= 2,79 . 1

1+ 0,3595. 2,791

=1,39 gram /cm3

Sampel 1 2 3 4W (%) 35,95 39,63 43,7 47,54Gs 2,79 2,79 2,79 2,79ZAV 1,39 1,32 1,25 1,19

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 501.08

1.11.121.141.161.18

1.21.221.241.261.28

1.31.321.341.361.38

1.41.42

Water content Vs ZAV

Water content

ZAV

35 37 39 41 43 45 47 491

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

1.3

1.35

1.4

1.45

Water content Vs Dry density & ZAV

Dry densityZAV

Water content

W = 5,5 lb = 2,49 kg

H = 12 inch = 30,48 cm

L = 3 layer

B = 25 kali

V = (946,19+970,28)/2= 958,235cm2

CE=W . H . L. B

V

CE=2,49 .30,48 .3 . 25958,235

=5,94 lb / ft2

4. ANALISA

4.1. Analisa Praktikum

Praktikum kali ini bertujuan untuk mencari nilai kerapatan kering (γdry) maksimum

pada kadar air optimum (Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan. Praktikum

compaction ini dilakukan dengan menggunakan tanah lolos saringan No. 4 ASTM

sebanyak 4 kantong dengan berat masing-masing 2 kg sebagai bahan praktikum. Alat-alat

yang digunakan pada praktikum ini antara lain: Mould, lengkap dengan collar dan base

plate, hammer seberat 10 lbs (dengan tinggi jatuh 18 inch), hydraulic extruder, pelat baja

pemotong, gelas ukur, wadah untuk mencampur tanah dengan air, pelat besi/penggaris

untuk mengukur tinggu tanah, timbangan, oven, sampel tanah lolos saringan no. 4 ASTM

sebanyak 4 kantong @ 2kg, dan jangka sorong

Persiapan dilakukan sehari sebelum praktikum dilakukan.Sampel tanah lolos

saringan No. 4 ASTM sebanyak 4 kantong dengan berat masing-masing 2 kg disiapkan.

Kemudian dicari kadar air dari sampel-sampel tanah tersebut dengan menggabungkan

tanah dari tiap-tiap kantong menjadi satu dan mengambil sebagian tanah untuk menjadi

sampel untuk mencari kadar air keseluruhan tanah. Sebagian tanah tersebut diletakkan ke

dalam can dan ditimbang. Kemudian sampel tanah dikembalikan ke dalam kantong

masing-masing.Sehari setelahnya, can beserta sampel tanah diangkat dari oven dan

ditimbang kembali. Dari data-data yang ada, maka didapat kadar air sampel tanah sebesar

33%.

Persiapan berikutnya adalah membuat variasi kadar air dari keempat sampel tanah

di plastik yang disiapkan tadi dengan menambahkan sejumlah air. Kadar air yang

diinginkan adalah 35%, 39%, 43%, dan 47%.Jumlah air yang ditambahkan dapat

diketahui dengan menggunakan rumusyang ada pada modul.Setelah sejumlah air

ditambahkan kepada setiap sampel, masing-masing sampel diperam selama 18-24 jam

agar kandungan air merata.

Pada hari praktikum dilaksanakan, masing-masing kantong berisi sampel tanah

disiapkan untuk dipadatkan secara bergantian. Langkah pertama adalah mengukur

diameter dan tinggi mould yang akan digunakan untuk mengetahui volume mould.

Kemudian mould juga ditimbang. Dalam pemadatan, tanah dipadatkan dalam 3 layer.

Tanah diletakkan ke dalam mould sampai 1/3 dari mould. Untuk mengetahui tinggi dari

layer, digunakan pelat besi untuk mengukur. Setelah itu dilakukan tumbukan dengan

hammer sebanyak 25 kali, tumbukan dilakukan merata ke seluruh permukaan sampel

tanah didalam mould. Langkah yang sama dilakukan pada layer kedua dan ketiga.

Kemudian, permukaan tanah diratakan dengan pelat baja pemotong.Mould beserta tanah

yang telah dipadatkan kemudian ditimbang sehingga dapat dicari berat tanah untuk

mendapatkan berat isi tanah dalam keadaan basah.

Setelah mould dan tanah yang telah dipadatkan ditimbang, sampel tanah

dikeluarkan dengan menggunakan alat hydraulic extruder.Tanah tersebut dibagi menjadi

tiga bagian dengan mengasumsikan ketiga bagian tersebut adalah bagian dari masing-

masing layer pada tanah yang dipadatkan. Kemudian diambil sebagian tanah dari masing-

masing layer tersebut dan diletakkan di atas can yang telah ditimbang terlebih dahulu,

kemudian tanah beserta can ditimbang dengan minimal berat 300 gr. Kemudian tanah

beserta can dimasukkan ke dalam oven dan didiamkan selama ±18 jam.

Keesokan harinya, tanah beserta can dikeluarkan dari oven dan ditimbang

sehingga didapat berat tanah + can dari tanah yang dipadatkan. Dari data tersebut dapat

dicari kadar air dari tanah yang sebenarnya dari kadar air asumsi semula. Kemudian dapat

dicari berat isi kering dari masing-masing sampel tanah.

4.2. Analisa Hasil

Keempat sampel tanah dihubungkan berdasarkan kadar air tanah setelah

dipadatkan dan berat isi kering tanah masing-masing sampel tanah sehingga didapat

grafik. Dari grafik tersebut diperoleh drymaksimum = 1196 gram/cm3 dan W optimum

= 43%. Kemudian dilakukan perhitungan nilai Zero Air Void Line (ZAV) dan dibuat

grafik hubungannya dengan kadar air 4 sampel tanah. Kemudian, kedua buah grafik

dibandingkan.Dari grafik, kurva yang dihasilkan oleh kedua buah grafik tidak

bersinggungan. Hal ini berarti kerapatan kering yang digambarkan grafik sampel tanah

dengan kadar air optimum tidak melebihi kerapatan kering dari tanah dengan kadar air

dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.Selain itu dicari pula nilai Compactive Effort

= CE sebesar 5,94 lb / ft2

4.3. Analisa Kesalahan

Kesalahan pada praktikum ini lebih banyak dilakukan oleh praktikan.Hal ini

disebabkan oleh ketidaksanggupan praktikan dalam menggunakan alat-alat dengan

benar.Beberapa kesalahan dalam praktikum ini antara lain:

Kemampuan praktikan yang berbeda-beda dalam melakukan praktikum.

Praktikum ini dilakukan dengan jumlah praktikan yang banyak, tidak hanya

satu, sedangkan kemampuan satu praktikan dan yang lainnya berbeda-beda

sehingga hasil praktikum juga berbeda-beda.

Saat memasukkan atau mengeluarkan sampel beserta can ke dalam atau ke

luar oven, ada beberapa butir tanah yang terjatuh sehingga mempengaruhi

pada saat penimbangan dan perhitungan.

Kondisi alat dan bahan yang kurang baik, sehingga ketika pengambilan

bahan praktikum dapat tidak tepat, misalnya ketika mengambil sampel

tanah, can yang digunakan bolong-bolong sehingga ada beberapa butir tanah

yang terjatuh.

Saat menghitung berat can + tanah yang telah di oven, ditakutkan berat

kering dari alumunium pada can ikut berkurang juga sehingga mengurangi

berat sampel tanah kering.

Saat pemadatan, permukaan tanah yang telah ditumbuk menggunakan

hammer tidak sepenuhnya rata sehingga volume tanah pada mould tidak

sama dengan volume mould.

5. Kesimpulan

Pemadatan (compaction) dilakukan untuk menentukan nilai kerapatan kering (dry) dan

kadar air optimum (Woptimum) dari suatu sampel tanah.

Nilai kadar air optimum (Woptimum) pada praktikum ini adalah 43 %

Nilai kerapatan kering (dry) maksimum pada praktikum ini adalah 1196 gram/cm3

6. Referensi

Lambe 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 L. D. “Mekanika Tanah”, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, 1977.

LAMPIRAN