Mektan Bab4 Kel 2

Laporan Praktikum Mekanika Tanah 2013BAB 4 PENGUJIAN ANALISIS BUTIRANKelompokII

BAB 4

PENGUJIAN ANALISIS BUTIRAN

(DISTRIBUSI UKURAN BUTIR)

4.1 Analisis Hidrometer/ Hydrometer Analysis

4.1.1 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari analisis hidrometer (hydrometer analysis) ini adalah

untuk menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter kurang

dari 0.075 mm (lolos saringan no 200 ASTM) dengan cara pengendapan.

4.1.2 AlatdanBahan

Adapunalat yang digunakan, meliputi :

1. Gelasukur 1000 ml 1 buah

2. Pelampunghidrometer

3. Cawanalumunium, mangkuk, solet

4. Aquades

5. Neraca

6. Oven

7. Stopwatch

8. Thermometer

9. Cairansodium silica

10. Alatpemanast


Gambar 4.1

AlatUjiAnalisisHidrometer (hydrometer analysis)

4.1.3 Benda Uji

Benda ujiberupasampeltanahhasilboring yang telahdiovenselama 24 jam padasuhu

110 oC.

4.1.4 Pelaksanaan

Adapunlangkah-langkahpelaksanaandalampengujianini, meliputi:

1. Mengambil sampel tanah hasil boring yang telah dioven sebanyak 60 gram,

kemudian memberikan aquades secukupnya dan memanaskan sampai

mendidih

2. Menyampur sampel tanah dengan sodium silikat 10 ml dan mengaduk-aduk

hingga merata.

3. Memasukkan campuran tadi dalam gelas ukur dan menambahkan aquades

hingga volumenya menjadi 1000 ml dan mendiamkan selama 24 jam

4. Setelah 24 jam, mengocok sampel hingga homogen lalu memasukkan

pelampung hidrometer dan termometer, menghidupkan stopwatch dan

memulai pengukuran.

5. Menyatat hasil pengamatan dalam tabel terhadap pelampung hidrometer dan

mengamati suhu dari thermometer, waktu pengamatan pada menit ke-1, 2, 5,

15, 30, 60, 240, dan 1440.

d

Keterangan:

a. Gelasukur 1000 mL

b. Pelampunghidrometer

c. CairanSodium Silikat

d. Alatpemanas


6. Penentuan menit ke-0 adalah pada saat tabung gelas ukur tegak lurus pada

meja kerja (saat mulainya proses pengendapan) sebelum pelampung

hidrometer masuk.

4.1.5 Data Pengujian

Data pengujian Analisis Hidrometer disajikan dalam Tabel 4.1

Tabel 4.1 Tabel Data PengujianAnalisisHidrometer

Clock

Time

Elapsed Time Minute / t

(menit)Ra

Temperature / T

(o C)

08.07 1 25 26°

08.08 2 20,4 26°

08.12 5 18 26°

08.22 15 14 26°

08.37 30 13 26°

09.07 60 12 26°

11.07 240 7 26°

08.07 1440 3 26°

4.1.6 TeoridanPersamaan yang Digunakan

Dari hargaberatjenis yang diperolehdaripercobaan Specific Gravity (Gs),

kitamenghitungberatisitanahyaitu :

1. Denganhargaγ s daritabeldapatdiperolehnilaikoreksi meniscus (Cm)

Rumus yang digunakan :

γ s=G s xγ w

Dimana :

γ s = beratisibutir

Gs = beratjenisbutirtanah

γ w = beratjenis air


2. Koreksiminiscus (Cm) ditambahkanpada data hasilpembacaanpelampung (Ra),

sehinggapembacaanpelampungyang telahdikoreksi

(Rc) = Ra + Cm

3. Berdasarkansuhupadapengamatanke t menit, daritabeldiperolehhargaberatisi

air (γ w ), nilaiCt didapatdaritabelkoreksisuhuuntuktiappembacaansuhu.

4. BerdasarkanhargaRcdaritabelhasilkalibrasihidrometerdiperolehnilai L

(panjangpelampung yang beradadidalam air

dihitungdarititikberatsampaipermukan air).

4.1.7 Perhitungan

Perhitunganuntukmenit ke-1

Merupakanpengisiankolompada table analisishidrometer test

Kolom 1 = jam pengamatan

Kolom 2 = menit pengamatan

Kolom 3 = pembacaan skala pada pelampung hidrometer (Ra)

Kolom 4 = perhitungan koreksi Rc = Ra + cm

Gs = 2,6643(dari percobaan Specific Gravity )

γ s = Gs x γ w = 2,6643x 1,00324 (dari tabel untuk T = 260C)

= 2,6729gram/cm3

Dari harga s dengan melihat tabel II kita dapat mencari harga koreksi

miniscus (Cm) = 0,9933

Rc = Ra + Cm

= 25 + 0,99

= 25,99

Kolom 5 = pembacaan suhu = 260C

Kolom 6 = dari harga Rc akan didapat harga L dengan melihat tabel hidrometer no

2, maka harga L = 12,7094

Kolom 7 = L/t = 12,7094/1 = 12,7094

Kolom 8 = √ L/ t = 3,565


Kolom 9 = harga dapat diketahui dari tabel I untuk T = 260C

√30 . μ980(G s−γ w ) = √30×0 ,00874

980(2 , 6643-1,00324 )=0 ,0127

Kolom 10 = diameter ,didapatdari (8) x (9)

D = 3,565 x 0,0127 = 0,0451

Kolom 11 = koreksisuhu (Ct)

Dari tabel III didapat Ct = 1,65

Kolom 12 = R = Rc + Ct = 25,99+ 1,65= 27,64

Kolom 13 = menghitung nilai M, dengan persamaan:

M= VW s

( Gs

G s−γ w) =

100060 ( 2 , 6643

2 , 6643−1 )=26 ,5952

dimana : V = Volume = 1000ml

Ws = Berat tanah sampel = 60 gram

Kolom 14 = perhitungan prosentase butir tanah (P)

P= R . M10 =

27,64 x 26 ,595210

=73 ,5092%

Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel 4.2



4.2 Analisis Saringan/ Sieve Analysis


Maksud dan tujuan dari analisis saringan (sieve analysis) ini adalah untuk

menentukan distribusi ukuran butir tanah yang memiliki diameter lebih besar dari

0.075 mm (tertahan diatas saringan no 200 ASTM) dengan cara penyaringan.

4.2.2 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan dari percobaan ini, antara lain:

1. Satu set saringan ( no 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120,200 )

2. Penggetar saringan / vibrator

3. Neraca dan anak timbangan

4. Sikat halus dansolet

5. Oven listrik

6. Cawanalumunium

7. Sampel tanah yang digunakan pada analisis hidrometer

Gambar 4.2 Alat Uji Analisis Saringan (sieve analysis)

4.2.3 Benda Uji


Benda uji berupa sampel tanah hasil boring yang merupakan bagian dari sampel

tanah pada percobaan hydrometer yang tidak lolos atau tertahan diatas saringan

nomor 200 (diameter butirannya > 0,075 mm).

4.2.4 Pelaksanaan

Adapun langkah-langkah pelaksanaan dalam pengujian ini, meliputi:

1. Menyuci sampel tanah dari percobaan hidrometer dengan saringan no 200

sampai bersih

2. Pencucian dinyatakan bersih apabila air bekas cucian telah jernih

3. Sampel tanah yang tertahan dalam saringan no 200 diletakkan di cawan dan

dioven selama 24 jam pada suhu 110 oC.

4. Sampel tanah kering yang telah dioven selama 24 jam ditimbang bersama

cawannya.

5. Sampel tanah dimasukkan ke dalam susunan saringan kemudian digetarkan

dengan alat penggetar.

6. Sampel tanah yang tertinggal pada setiap saringan ditimbang.



Data pengujian Analisis Saringan disajikan dalam Tabel 4.3

Tabel 4.3 Data Pengujian Percobaan Analisa Saringan

SaringanBerat

Cawan +

Sampel

Tanah

Berat

Cawan

Berat

Sampel

TanahNomorDiameter

lobang

(mm) (gr) (gr) (gr)

4 4.75 509.1 505.2 3.9

8 2.36 430.4 429.2 1.2

16 1.18 448.4 447 1.4

20 0.85 405.4 403.9 1.5

40 0.425 391.9 390.6 1.3

80 0.18 339.9 337.2 2.7

100 0.15 354.9 353.5 1.4

120 0.125 275.4 274.7 0.7

200 0.075 389.5 388.3 1.2

PAN --- 241.6 241.5 0.05

4.2.6 Teori dan Persamaan yang Digunakan

Secara umum tanah terdiri atas tiga bagian yaitu :

1. Butiran

2. Air

3. Udara

Sifat dan karakteristik tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya.Ukuran

butiran menentukan klasifikasi atau jenis tanah tersebut. Untuk butiran yang kasar

dipakai cara penyaringan (sieving) dalam penentuan ukuran butiran tanah.

Tanah kering oven disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran diameter

lobang saringan tertentu dari mulai yang kasar hingga yang halus disusun dari atas

kebawah. Dengan demikian butiran tanah akan terpisah menjadi beberapa bagian

dengan batas ukuran yang diketahui yaitu sesuai dengan diameter lobang saringan.

Rumus yang digunakan:


Prosentase tanah tertahan (% tertahan) =

W tertahan

W totalx100%

Prosentase tanah lolos (% lolos) = 100% - % tertahan

4.2.7 Perhitungan

Adapun cara-cara perhitungan dalam pengujian ini, meliputi:

1. Prosentase tanah yang tertahan = berat yang tertinggal/ berat total x 100%

2. Prosentase komulatif tertahan saringan no 4, 8, 16, 20, 40, 80, 100, 120,200.

3. Contoh Perhitungan

(untuk contoh tanah pada saringan nomor 4, diameter ayakan 4,75 mm)

a. Berat sampel mula-mula = 60 gram (pada percobaan hidrometer )

b. Berat sampel + cawan = 509.1 gram

c. Berat cawan = 505.2 gram

d. Berat sampel tertahan = 3.9 gram

e. % tertinggal = 6.5 %

f. % tertinggal kumulatif = 6.5 %

g. % lolos = 93.5 %

Perhitungan Pengujian Analisis Saringan selanjutnya disajikan dalam Tabel. 4.4

Tabel 4.4 Perhitungan Percobaan Analisa Saringan


Saringan Berat

Cawan+

Sampel

tanah

tertahan

Berat

Cawan

Berat

sampel

tertahan

Persen

tertahan

Persen

kumulatif

tertahan

Persen

lolosNoDia

meter

(mm) (gr) (gr) (gr) (%) (%) (%)

4 4.75 509.1 505.2 3.9 6.500 6.500 93.500

8 2.36 430.4 429.2 1.2 2.000 8.500 91.500

16 1.18 448.4 447 1.4 2.333 10.833 89.167

20 0.85 405.4 403.9 1.5 2.500 13.333 86.667

40 0.425 391.9 390.6 1.3 2.167 15.500 84.500

80 0.18 339.9 337.2 2.7 4.500 20.000 80.000

100 0.15 354.9 353.5 1.4 2.333 22.333 77.667

120 0.125 275.4 274.7 0.7 1.167 23.500 76.500

200 0.075 389.5 388.3 1.2 2.000 25.500 74.500

PAN --- 241.6 241.5 0.05 0.083 25.5833 74.417

4.3 Rekapitulasi Analisa Hidrometer dan Analisa Saringan



Maksud dan tujuan dari rekapitulasi ini adalah untuk menentukan klasifikasi tanah

pada lokasi pengambilan sampel dengan menggunakan hasil pengujian analisis

saringan dan analisis hidrometer.


Data yang dibutuhkan untuk menentukan klasifikasi atau jenis tanah adalah hasil

yang diperoleh dari percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer

seperti yang tertulis pada Tabel 4.5 dibawah ini.

Tabel 4.5 Rekapitulasi Hasil Percobaan Analisis Saringan dan Analisis

Hidrometer


Hasil Pengujian

Diameter

Butiran

(D)

Persen Lolos

(P)

(mm) (%)

Analisis

Saringan

(sieve analysis)

4.75 93.500

2.36 91.500

1.18 89.167

0.85 86.667

0.425 84.500

0.18 80.000

0.15 77.667

0.125 76.500

0.075 74.500

Analisis

Hidrometer

(hydrometer

analysis)

0,0452 73.5092

0,0328 61.2754

0,0210 54.8926

0,0124 44.2545

0,0088 41.5949

0,0062 38.9354


0,0032 25.6378

0,0013 14.9997

4.3.3 Teori dan Sistem Klasifikasi yang Digunakan

Sistem klasifikasi tanah yang digunakan pada praktikum ini adalah sistem

klasifikasi ASTM (American Society for Testing Materials), pada sistem

klasifikasi ini tanah digolongkan berdasarkan besarnya diameter butiran, yaitu:

1. Berangkal / boulder ( >Ø 300 mm )

2. Kerakal / cobbles ( Ø 300 mm – Ø 75 mm )

3. Kerikil / gravel ( Ø 75 mm – Ø 4,75 mm )

4. Pasir / sand ( Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm )

Pasir terbagi dalam:

a. Pasir Kasar (Ø 4,75 mm – Ø 2,00 mm)

b. Pasir Sedang (Ø 2,00 mm – Ø 0,425 mm)

c. Pasir Halus (Ø 0,425 mm – Ø 0,075 mm)

5. Lanau / silt (Ø 0,075 mm – Ø 0,005 mm)

6. Lempung / clay ( < Ø 0,005 mm )

Secara garis besar, tanah dibagi dalam dua kelompok yaitu:

1. Tanah berbutir kasar

Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir kasar, dibutuhkan data:

a. Koefisien Keseragaman (Cu)

Cu =

D60

D10

b. Koefisien Kurvature/Kelengkungan (Cc)

Cu =

( D30 )2

D10−D60

dimana

D10 : diameter butir yang lolos saringan sebanyak 10 %




2. Tanah berbutir halus

Untuk menentukan klasifikasi tanah berbutir halus dibutuhkan data tambahan

berupa nilai parameter Batas Cair (LL) yang didapatkan dari hasil pengujian

Batas Konsistensi Atterberg.

Selain sistem klasifikasi ASTM, terdapat beberapa sistem klasifikasi yang

banyak digunakan diantaranya seperti terlihat pada Tabel 4.6

Tabel 4.6 Batasan-batasan ukuran berdasarkan sistem

Sistem Klasifikasi

Ukuran Butir (mm)

Kerikil

(Gravel)

Pasir

(Sand)

Lanau

(Silt)

Lempung

(Clay)

Diskripsi Detail 75

4,75

4,75

0,075

0,075

0,005< 0,005

ASTM

AASHTO75

2,00

2,00

0,075

0,075

0,005< 0,005

USCS75

4,75

4,75

0,075

Tanah butiran halus

(Lanau, lempung)< 0,075

British

Standard(BS)

60

2,00

2,00

0,06

0,06

0,002< 0,001

USDA -2,00

0,05

0,05

0,002< 0,002

4.3.4 Perhitungan

Berdasarkan rekapitulasi hasil berupa data diameter butiran dan prosentase dari

percobaan analisis saringan dan percobaan analisis hidrometer pada Tabel 4.5,

maka selanjutnya data tersebut disajikan dalam bentuk grafik hubungan kedua

datayang ketentuan penggambarannya adalah sebagai berikut:


1. Grafik digambar pada sumbu semi logaritma

2. Sumbu x (absis) merupakan diameter butiran

3. Sumbuy (ordinat) merupakan prosentase lolos

4. Data-data dari hydrometer dan sieve analisis kemudian diplotkan kedalam

kertas grafik

5. Setelah mengetahui tempat kedudukan titik-titik dari data di atas, kemudian

dibuat garis yang menghubungkan titik-titik tersebut, seperti tergambar pada

Gambar 4.1

0.0010.010.11100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Diameter Butiran (mm)

Pers

en K

elol

osan

(%)

Grafik 4.1 Distribusi Ukuran Butiran Tanahpada ASTM

Berdasarkan Grafik 4.1, maka sampel tanah yang diuji mempunyai distribusi

gradasi butiran sebagai berikut:

1. Gravel ( > Ø 4,75 mm ) = 6,5 %

2. Sand (Ø 4,75 mm – Ø 0,075 mm ) = 19 %

3. Silt (Ø 0,075 mm - Ø 0,005) = 39,5 %

Gravel ClaySiltSand4,75 0,075 0,005


4. Clay (<Ø 0,005 mm) = 35,00 %

= 100,00 %

4.3.5 Kesimpulan

Berdasarkan rekapitulasi hasil perhitungan di atas dapat disimpulkan;

1. Karena kandungan butiran silt = 39,5 % dimana memiliki nilai paling besar

maka tanah termasuk dalam jenis tanah berbutir halus

2. Golongan butiran yang dominan adalah silt

Documents

Mektan Bab4 Kel 2