Mata Kuliah: Pemadatan Tanah

Rabu, 05 Agustus 2009

Pemadatan Tanah

Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Mercu Buana

MODUL 10

Pemadatan Tanah

1. PENGERTIAN DASAR

Pada pembuatan timbunan tanah untuk jalan raya, dam tanah, dan banyak struktur teknik lainnya, tanah yang lepas (renggang) haruslah dipadatkan untuk meningkatkan berat volumenya. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya dukung pondasi di atasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan dan meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankment). Penggilas besi berpermukaan halus (smooth whell rollers), dan penggilas getar (vibratory rollers) adalah alat-alat yang umum digunakan di lapangan uniuk pemadatan tanah. Mesin getar dalam (vibroflot) juga banyak digunakan untuk memadatkan tanah berbutir (granular soils) sampai kedalaman yang cukup besar dari permukaan tanah. Cara pemadatan tanah dengan sistem ini disebut vibroflotation (pemampatan getar apung.

2. PRINSIP-PRINSIP UMUM

Tingkat pemadatan tanah diukur dari berat volume kering tanah yang dipadatkan. Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut akan berfungi sebagai unsur pembasah (pelumas) pada partikel-partikel tanah. Karena adanya air, partikel- partikel tanah tersebut akan lebih mudah bergerak dan bergeseran satu sama lain dan membentuk kedudukan yang lebih rapat/padat. Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air- dalam tanah (pada saat dipadatkan) meningkat.

Harap dicatat bahwa pada saat kadar air w = 0, berat volume basah dari tanah (³) adalah sama dengan berat volume keringnya (³_d), atau

Bila kadar airnya ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume juga meningkat secara bertahap pula. Misalnya, pada w = w₁, berat volume basah dari tanah sama dengan:

Berat volume kering dari tanah tersebut pada kadar air ini dapat dinyatakan dalam:

Gambar.1. Prinsip pemadatan.

Setelah mencapai kadar air tertentu w = w₂ (lihat gambar.1) adanya penambahan kadar air justru cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan karena air tersebut kemudian menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang sebetulnya dapat ditempati oleh partikel-partikel padat dari tanah. Kadar air di mana harga berat volume kering maksimum tanah dicapai disebut kadar air optimum.

Percobaan di laboratorium untuk menentukan kadar air optimum adalah:

Proctor Compaction Test (Uji Pemadatan Proctor, menurut nama pemiliknya, Proctor, 1933).

3. UJI PROCTOR STANDAR

Langkah-langkah :

· Tanah dipadatkan dalam sebuah cetakan silinder bervolume 1/30 ft³ (943,3 cm³)

· Diameter cetakan = 4 in. (= 101 6 mm).

· Selama percobaan lab. Cetakan dikelem pada sebuah pelat dasar dan di atasnya diberi perpanjangan juga berbentuk silinder.

· Tanah dicampur air dengan kadar yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan menggunakan penumbuk khusus.

· Pemadatan tanah tersebut dilakukan dalam 3 (tiga) lapisan (tebal lapisan + 1,0 in).

· Jumlah tumbukan adalah 25 x setiap lapisan.

· Berat penumbuk adalah 5,5 lb (massa = 2,5 kg) dan tinggi jatuh sebesar 12 in. (= 304,8 in).

Gambar 2. Alat uji proctor standar a) cetakan, b)penumbuk

Gambar.3. Pemadatan tanah dengan mengunakan penumbuk Proctor standar.

Untuk setiap percobaan, berat volume basah ³ dari tanah yang dipadatkan tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

(.1)

di mana :

W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan

V_(m) = volume cetakan (1/30 ft3 943, 3 cm3)

Juga pada setiap percobaan besarnya kadar air dalam tanah yang dipadatkan tersebut

ditentukan di laboratorium. Bila kadar air tersebut diketahui, berat volume kering ³d dari tanah dapat dihitung sebagai berikut :

(.2)

di mana w% = presentase kadar air.

Harga ³d tersebut dapat digambarkan terhadap kadar air untuk mendapatkan berat volume kering maksimum dan kadar air optimum

Gambar.4 menunjukkan suatu grafik hasil pemadatan suatu tanah lempung berlanau.

Prosedur pelaksanaan Uji Proctor Standar telah dirinci dalam ASTM Test Designation D-698 dan dalam AASHTO Test Designation T-99.(Disamping itu ada Modified Proctor)

Untuk suatu kadar air tertentu, berat volume kering maksimum secara teoritis didapat bila pada pori-pori tanah sudah tidak ada udaranya lagi yaitu pada saat di mana derajat kejenuhan tanah sama dengan 100%. Jadi, berat volume kering maksimum (teoritis) pada suatu kadar air tertentu dengan kondisi "zero air voids" (pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali) dapat ditulis sebagai: .