11. konsolidasi

Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM XI-1

XI. KONSOLIDASI(ASTM D 2435-96)

I. MAKSUDMaksud percobaan adalah untuk mengetahui kecepatan konsolidasi dan besarnyapenurunan tanah apabila tanah mendapatkan beban, keadaan tanah disamping tertahandan diberi drainasi pada arah vertikal.

II. ALAT1. Konsolidometer, yang terdiri atas:

- tempat tanah

- batu pori atas dan bawah- arloji pengukur perubahan tebal tanah.

2. Perlengkapan pembebanan3. Alat potong dan alat bubut tanah4. Stopwatch

5. Perlengkapan untuk pemeriksaan kadar air dan perlengkapan umum lainnya.

Konsolidometer Batu Pori, Kaliper dan Timbangan

III. PELAKSANAANA. Persiapan benda uji

1. a. Apabila tanah cukup lunak, masukkan tanah dalam cincin cetak denganmenekan cincin kedalam tanah yang telah didorong keluar tabung contohsecukupnya atau doronglah contoh tanah keluar dari tabung contoh masuk ke


cincin cetak. Kemudian potonglah tanah bagian atas dan bawah cincin. Cincincetak dapat sekaligus merupakan tempat contoh tanah/benda uji dalamkonsolidometer.

b. Apabila contoh tanah agak keras, contoh tanah dapat dipotong dan dibubutsehingga ukurannya sesuai dengan cincin tempat benda uji.Masukkan tanah dalam cincin konsolidometer dan potonglah rata atas bawahdengan cincin.

c. Permukaan benda uji harus halus, bila perlu dapat ditambal lubang-lubangyang terjadi.

d. Pelaksanaan tersebut harus dilaksanakan secara hati-hati, dan dikerjakandengan cepat agar kadar air tanah tidak berkurang karena penguapan, danhindarkan gangguan-gangguan sehingga dapat terjadi perubahan kepadatantanah (berat volume kering).

2. Kerjakan pemeriksaan berikut untuk pelengkap data dan untuk data perhitungan :a. Timbang dan catat berat benda uji bersama cincinnya, untuk mengetahui

berat volume basah dan berat volume kering tanah.b. Periksa kadar air tanah.c. Periksa berat jenis butir tanah.d. Ukurlah dengan tepat dengan schuif maat diameter & tinggi benda uji

/ukuran dalam cincin.e. Untuk mengidentifikasi jenis tanah dan mencek hasil pemeriksaan

konsolidasi, dapat pula diadakan pemeriksaan batas cair dan batas plastistanah.

B. Persiapan alat dan penempatan benda uji dalam konsolidometer.1. Periksalah bahwa alat-alat dalam keadaan bersih dan bekerja dengan baik. Juga

periksa bahwa lengan beban telah telah seimbang. Periksa bahwa batu-batu poridalam keadaan bersih dan tidak tersumbat.

2. a. Untuk memudahkan pemasangan dan menjamin rapat air, olesi tipis denganpelumas karet seal.

b. Basahkan batu-batu pori.c. Tempatkan berturut-turut dalam konsolidometer :- Batu pori bawah


- Cincin yang telah berisi benda uji- Batu pori atas

- Pelat perata beban3. a. Tempatkan sel konsolidasi yang sudah berisi benda uji pada tempatnya pada

rangka pembebanan.b. Aturlah dengan sekrup pengatur/penahan lengan beban sehingga lengan

terangkat ke atas, tetapi bagian atas jangan sampai mati untuk memberikesempatan seandainya tanah mengembang.

c. Aturlah alat penekan beban diatas benda uji dan aturlah arloji pengukurpenurunan pada pembebanan nol. (Pemasangan arloji ukur agar sedemikiansehingga dimungkinkan pembacaan pengembangan).

4. Pasangkan beban sehingga tekanan pada benda uji sebesar 0,25 kg/cm2.5. Turunkan sekrup pengatur lengan beban, sehingga beban mulai bekerja di atas

tanah. Jalankan stop watch.

6. a. Baca dan catat arloji pengukur penurunan pada waktu-waktu (angka-angkayang dapat ditarik akarnya) sebagai berikut : 0,09 menit (5,4 detik); 0,25menit (15 detik); 0,49 menit ( 29,4 detik); kemudian 1; 2,25; 4; 6,25; 9;12,25; 16; 20,25; 25; 36; 49; 64; 81; 100; 121; 144; 225; 400 dan 1440menit.

b. Pengamatan dapat kurang dari 24 jam (1440 menit) untuk tanah yangkonsolidasinya cepat, dapat dihentikan setelah tampak grafik hubunganantara penurunan dengan waktu (dengan skala logaritma) menjadi lurus,yang berarti telah tercapai konsolidasi sekunder.

c. Sebaliknya tanah yang konsolidasinya sangat lambat, pengamatan mungkinperlu dilakukan lebih lama dari 24 jam.

7. Isilah sel konsolidasi dengan air, segera setelah beban bekerja tetapi agar tidakmengganggu pembacaan, lakukan pengisisan air ini setelah pengamatan 1 menit(sebelum pembacaan 4 menit).Jagalah agar selama percobaan, benda uji selalu terendam air, dengan muka airkira-kira sama tinggi dengan permukaan atas benda uji.


8. a. Setelah pembacaan 24 jam, tambahkan beban sehingga tekanan pada tanahmenjadi 0,5 kg/cm2. Biarkan beban ini bekerja 24 jam dan amati penurunanarloji pengukur pada waktu-waktu seperti tersebut no. 6.

b. Lanjutkan setiap kali penambahan beban, sehingga tekanan pada tanahberturut-turut menjadi 1; 2; 4; 8 kg/cm2 (periksa catatan 1).Masing-masing tahap beban ini dibiarkan selama 24 jam dan untuk setiaptahap beban diadakan pembacaan penurunan seperti tersebut di atas.

c. Untuk menghindarkan goncangan, maka pada setiap penambahan beban,putarlah sekrup penahan lengan sampai menyentuh lengan yang dapat terlihatpada bergeraknya arloji ukur.

9. Apabila dikehendaki diketahui sifat pengembangan tanah akibat penguranganbeban, maka setelah beban 8 kg/cm2 secara bertahap kurangi beban berturut-turutdengan urutan kebalikan penambahan beban.Catatlah pengembangan/pembacaan arloji seperti tadi.

10. Setelah pelaksanaan pembebanan selesai dilakukan, keluarkan contoh tanah darikonsolidometer. Timbang dan catat berat benda uji. Kemudian keringkan dalamoven, setelah kering timbang lagi untuk mengetahui berat butir-butir tanah.

IV. HITUNGAN1. Menghitung koefisien konsolidasi Cv.

a. Gambarkan grafik antara penurunan (sebagai ordinat dan dengan skala linear)dan akar waktu dalam menit (sebagai absis) untuk setiap (semua) tahap beban(periksa catatan 2).

b. Hitung koefisien konsolidasi Cv (cm/menit) bagi masing-masing tahapbeban, yang dapat dilakukan dengan grafik tersebut di atas dengan carasebagai berikut :

- Tarik/perpanjang bagian lurus awal grafik keatas sambil memotong sumbuvertikal (t = 0), yaitu pada titik A.

- Tariklah dari A garis lurus, yang lebih landai dari grafik yang diperoleh,yaitu 1,15 kali lebih landai. Garis ini akan memotong grafik pada titik B.

- Maka titik B menunjukkan 90t , dimana t90 adalah waktu konsolidasi 90 %.- Hitunglah Cv dengan rumus :


90

2d848,0Cvt

jika : d = setengah tinggi contoh tanah rata-rata untuk

tahap beban tersebut (cm), d = HH = ( H1 + H2)H1 = tebal pada awal bebanH2 = tebal pada akhir beban

2. Menghitung indeks kompresi (compression index) = Cca. Hitung Hs yaitu tebal bagian padat :

A.GWdHs

dimana Wd = berat benda uji setelah dikeringkan (gram)G = berat jenis butir tanahA = luas penampang benda uji (cm2)

b. Hitung angka pori e contoh tanah pada akhir setiap tahap beban.

HsHsH

e

dimana H = tebal benda uji pada akhir setiap beban (cm).Hasil perhitungan e ini dibuat dalam satu tabel.

c. Gambarkan grafik hubungan antara angka pori e (sebagai ordinat dan denganskala linear) dengan tekanan normal (sebagai absis dan dengan skalalogaritma.harga index kompresi Cc adalah kemiringan bagian lurus dari

grafik e log .

1loglogeCc 21

ee

Catatan :1. Tahap beban yang dilaksanakan umumnya adalah sedemikian sehingga tekanan

yang terjadi 0,25; 0,50; 1,00; 2,00; 4,00;dan 8,00 kg/cm2. Tahap beban inmungkin perlu ditambah lagi tergantung pada sifat tanah. Pada dasarnyasekurang-kurangnya tahap beban harus sedemikian sehingga 3 tahap berturut

yang terakhir harus telah mendapatkan grafik e log yang merupakan garislurus.


2. Biasanya pelaksanaan pemeriksaan pengembangan, tahap-tahap penguranganbeban cukup dengan setiap kali beban dikurangi sehingga menjadi seperempatdari sebelumnya. Sehingga jika tahap beban sampai 8,00 kg/cm2, maka tahap-tahap pengurangan beban adalah 2,0; 0,50; 0,25 kg/cm2 atau cukup dengan 2,0;dan 0,25 kg/cm2. Setiap tahap beban tersebut dibiarkan sekurang-kurangnyaselama 4 jam. Sedangkan pembacaan arloji ukur yang dicatat cukup satu kaliuntuk masing-masing tahap beban, yaitu pada akhir 4 jam.

3. Cara alternatif untuk mencari koefisien konsolidasi adalah dari grafik antarapenurunan dengan waktu dengan skala logaritma. Dengan cara ini Cv dihitung

berdasar t50 dan rumusnya :50

2

td197,0Cv

4. Dari percobaankonsolidasi, sebagai pengganti koefisien konsolidasi Cc dapatdihittung koefisien kompressibilitas av.

/kgcmCc43,0a 2v yang nilainya berbeda-beda untuk tiap-tiap tekanan rata-rata antara 2 tahapbeban.Atau dapat pula dihitung koefisien perubahan volume mv dengan rumus :

o

vv

e1a

m

5. Dari hasil percobaan konsolidasi dapat dihitung permeabilitas tanah setelahmengalami konsolidasi bagi setiap tahap beban dengan rumus :

o

wv

e1a.Cvk

dimana : w = kadar air, yang praktis dapat diambil = 1eo = angka pori contoh tanah pada awal tahap beban.


UJI KONSOLIDASI

Tanah yang diperiksa : tanah asli/tanah dipadatkan .% Std. ProctorJenis tanah : .Berat jenis tanah, G = gr/cm3 Luas cincin, A = cm2Berat cincin Wc = .gr Tinggi cincin, Ho = cmDiameter cincin = .cm Volume cincin, V = cm3

Sebelum percobaanKADAR AIR I IIberat cawan kosong W1berat cawan + tanah basah W2berat cawan + tanah kering W3

kadar air13

32o WW

WW

kadar air rata-rata o ..% = 0,berat cincin + tanah basah W4berat tanah basah Wb = W4 Wcberat tanah kering

o

bk 1

WW

berat volume tanah keringV

Wkk

tinggi bagian padatA.G

WH ks

angka poris

soo H

HHe

derajat kekenyangano

oo

e

G.S

Sesudah Percobaanberat cincin + tanah basah W5berat cincin + tanah kering W6berat tanah kering Wk = W6 Wckadar air

k

65f W

WWW

derajat kekenyanganf

ff

e

G.WS


Lampiran Data

Waktu Pembacaan Pembacaan arloji (mm) untuk beban (kg/cm2)Tgl/

jam t (menit) 0,25 0,50 1,00 2,00 4,00 8,00 2,00 0,25

0 05,40 0.315,00 0.529,40 0.71,00 12,25 1.54,00 26,25 2.59,00 312,25 3.516,00 425,00 536,00 649,00 764,00 881,00 9100,00 10121,00 11144,00 12225,00 15400,00 201440,00 38

Kalibrasi alat =


Bebankg/cm2

Bacaan

akhir

arlojicm

Perubahantebal

H, cm

Perubahanangka pori

sHe

Angka pori

e = e1 - e1

2c

PPlog

eC Tebal akhirH = H -

H cm

tebalrata-rata

2HHd 21

menit

t90t90

menit

t90

detik 90

2

t0,848dCv c

m2/detik

0,00

0,25

0,50

1,00

2,00

4,00

8,00

16,00*

4,00*

2

1*

0,25

0,00


Grafik Hubungan Antara Tekanan dan Angka Pori

Vo

id ra

tio, e

Pressure, p kg/cm2

Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok:Nama Praktikan : No. Mahasiswa:

1. 1.2. 2.3. 3.4. 4.5. 5.

Asisten/Laboran Mahasiswa

.

11. konsolidasi

Documents