Uji Konsoldasi (CONSOLIDATION TEST)
Bila suatu lapisan tanah mengalami tambahan beban di atasnya maka air pori akan mengalir dari lapisan tersebut dan volumenya akan menjadi lebih kecil. Peristiwa inilah yang disebut dengan konsolidasi. Pada umumnya konsolidasi ini akan berlangsung dalam satu jurusan vertikal saja karena lapisan yang mendapat beban tambahan tersebut tidak dapat bergerak dalam jurusan horizontal (ditahan oleh tanah sekelilingnya).
Dalam keadaan seperti ini pengaliran air juga akan berjalan terutama dalam jurusan vertikal saja. Ini disebut dengan konsolidasi satu jurusan (one dimensional consolidation) dan perhitungan konsolidasi hampir selalu didasarkan pada teori ini.
Pada waktu konsolidasi berlangsung, gedung atau bangunan di atas lapisan tersebut akan menurun. Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan tersebut, yaitu :
* Besarnya penurunan yang akan terjadi.
* Kecepatan penurunan.
Bila tanahnya berjenis lempung, maka penurunan akan agak besar, sedangkan kalau tanah terdiri dari pasir, penurunannya akan kecil. Karena itu lempung dikatakan mempunyai High Compressibility dan pasir mempunyai Low Compresibility. Penurunan pada lempung biasanya memakan waktu yang lama, karena daya rembesan air sangat lemah.
Sebaliknya penurunan pada pasir berjalan sangat cepat sehingga pada waktu pembangunan di atas pasir sudah selesai, maka penurunan juga dianggap selesai. Karena itu biasanya orang hanya memperhitungkan penurunan lapisan pada tanah lempung.
Ada dua istilah yang dipakai untuk menggambarkan suatu sifat yang penting dari lapisan lempung endapan (sedimentary clays). Lapisan semacam ini setelah pengendapannya akan mengalami konsolidasi dan penurunan akibat tekanan dari lapisanlapisan yang kemudian mengendap di atasnya. Endapan yang terjadi pada lapisan lempung ini lama-kelamaan mungkin menjadi hilang lagi oleh karena sebab-sebab biologi, misalnya erosi oleh air atau es. Ini berarti lapisan-lapisan bawah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi akibat tekanan yang lebih tinggi dari pada tekanan yang berlaku di atasnya pada masa sekarang ini.
Lapisan semacam ini disebut Over Consolidated. Sedangkan lapisan yang belum pernah mengalami tekanan yang lebih tinggi di atasnya daripada tekanan yang berlaku pada masa sekarang disebut Normally Consolidated.
Kecepatan penurunan pada konsolidasi tergantung kepada beberapa faktor, yaitu :* Daya rembesan air tanah (permeability), inilah yang menentukan kecepatan air yang mengalir dari tanah.
* Compressibility tanah, inilah yang menentukan banyaknya air yang mengalir.
Sifat tanah lempung setelah pemadatan akan bergantung pada cara atau usaha pemadatan, macam tanah dan kadar airya ( penelitian seed dan chan, 1959). Kadar air tanah yang dipadatkan didasarkan pada posisi kadar air sisi kering optimum (dry side of optimum), dekat dengan optimum, dan sisi basah optimum ( wet side of optimum).
Kering optimum didevinisikan sebagai kadar air yang kurang dari kadar air optimumnya, sedangkan basah optimum didevinisikan sebagai kadar air yang berarti kurang lebih mendekati optimumnya. Pada keadaan kerig optimum tanah terflokulasi sedangkan pada keadaan basah optimum susunan tanah lebih terdispersi beraturan.
Permeabilitas akan lebih tinggi bila tanah dipadatkan pada kering optimum dibandingkan tanah dipadatkan pada keadaan basah optimum. Kompresibilitas atau sifat mudah mampat lempung yang dipadatkan adalah fungsi dari tingkat tekanan yang dibebankan pada tanahnya.
1. Maksud dan Tujuan Pengujian
Untuk mendapatkan koefisien indeks pemampatan dan pengembangan (Cc, Cr) , koefisien konsolidasi (Cv) serta tekanan prakonsolidasi (pc)
Diharapkan dapat melakukan pengujian konsolidasi yang maksudnya untuk menentukan sifat pemampatan suatu jenis tanah, yaitu sifat-sifat perubahan isi dan proses keluarnya air dari dalam pori tanah yang diakibatkan adanya perubahan tekanan vertical yang bekerja pada tanah tersebut.
Diharapkan dapat melakukan pengujian konsolidasi yang maksudnya untuk menentukan sifat pemampatan suatu jenis tanah, yaitu sifat-sifat perubahan isi dan proses keluarnya air dari dalam pori tanah yang diakibatkan adanya perubahan tekanan vertical yang bekerja pada tanah tersebut.
2. Alat yang Digunakan
a. Satu unit alat konsolidasi
b. Pisau kawat
c. Alat pengeluar contoh tanah dari tabung (sample extruder)
d. Beban-beban untuk pembebanan
e. Stop watch
f. Oven
g. Neraca / timbangan
h. Cawan
i. Desicator
3. Bahan yang Digunakan
a. Aquades
b. Kertas saring
c. Contoh tanah dari tabung boring
.4. Prosedur Pengujian
4.1. Persiapan Pengujian
a. Cincin dibersihkan dan dikeringkan kemudian timbang beratnya
b. Keluarkan contoh tanah dari tabung dengan extruder
c. Contoh tanah dimasukkan kedalam cincin kemudian potong dengan pisau perata dan ujungnya diratakan
4.2. Pelaksanaan Pengujian
a. Timbang berat cincin (W1)
b. Timbang berat benda uji dan cincin (W2)
c. Letakkan cincin benda uji diantara batu berpori dengan dilapisi kertas saring pada sel konsolidasi
d. Atur alat (nivo) pada posisi seimbang (balance) dengan memutar span skrup pengatur dan letakkan bola baja kecil dalam coakan plat penekan supaya menyentuh bola baja
e. Atur arloji pengukur (dial deformasi) pada posisi tertekan diatas batu pori kemudian di-nol-kan
f. Tuangkan air pada sel konsolidasi dan diamkan selama 24 jam agar contoh tanah jenuh air
g. Setalah itu letakkan beban pertama pada tempat beban sehingga besar tekanan yang diterima oleh contoh tanah yaitu sebesar 0.25 kg/cm2
h. Lepaskan span baut pengatur
i. Baca penurunan pada 0 menit, 0.25 menit, 1 menit, 2.25 menit, 4 menit, 6.25 menit, 9 menit, 12.25 menit, 20.25 menit, 25 menit, 36 menit, 60 menit, 120 menit, 240 menit, 480 menit dan 1440 menit (24 jam)
j. Setelah dilakukan pembacaan selama 24 jam, tambahkan beban kedua sebesar 0,5 kg/cm2 dan atur baut pengatur hingga menyentuh lengan beban dan lakukan pembacaan seperti langkah-langkah pada pembenanan yang pertama.
k. Setelah itu dilakukan penambahan beban ketiga dan seterusnya.
l. Setelah dilakukan pembebanan maksimum, kurangi beban dalam dua tahap sampai mencapai beban pertama. Baca dial deformasi 24 jam setelah pengurangan beban lalu beban dikurangi lagi. Lakukan pembacaan kembali setelah 24 jam berikutnya.
m. Pada akhir pembacaan, keluarkan benda uji kemudian timbang beratnya dan ukur tinggi contoh tanahnya
n. Masukkan contoh tanah kedalam oven untuk ditentukan kadar airnya
5. Teori
.…………..……………………… (11.1)
dimana :
Wd = Berat benda uji (gram)
A = Luas benda uji (cm2)
GS = Berat jenis butir tanah
2. Menghitung besarnya penurunan total ( H ) yang terjadi pada setiap pembebanan
H = Pembacaan arloji pengukur pada permulaan percobaan dikurangi dengan pembacaan arloji pengukur sesudah pembebanan yang bersangkutan
3. Menghitung angka pori mula-mula (angka pori asli) eo dalam persamaan :
……..……….....…....…..……(11.2)
dimana :
Ho = Tinggi contoh tanah mula-mula
4. Menghitung perubahan angka pori (e) pada setiap pembebanan dengan persamaan
..……...…….........………………(11.3)
5. Menghitung angak pori (e) pada setiap pembebanan dengan persamaan :
e = eo - e ………….…………………..……(11.4)
6. Gambarkan harga-harga angka pori ini pada kurva angka pori terhadap tekanan dengan skala logaritma untuk tekanan
7. Menghitung derajat kejenuhan sebelum dan sesudah percobaan dengan persamaan
….……...……..………………..(11.5)
8. Menghitung koefisien konsolidasi ( Cv ) dengan persamaan :
....... ......…..…………..………(11.6)
dimana :
H = tinggi benda uji (cm)
= 0,5 (Ho – 0,5 Ht)
Ho = Tinggi contoh tanah mula-mula
Ht = Tinggi contoh tanah setelah terkonsolidasi
t90 = waktu untuk mencapai konsolidasi 90 %
Menentukan harga t90 :
Langkah-langkah dalam menentukan harga t90 :
- Buat grafik penurunan vs akar waktu penurunan
- Tarik garis singgung pada kurva didaerah penurunan awal dan cari titik potong dengan sumbu akar waktu sebesar 1,15 kali absis titik potong pertama tadi untuk dihubungkan dengan titik potong antara perpanjangan garis singgung tadi dan sumbu vertikal. Absis titik potong antara garis terakhir dengan kurcva itulah yang dinamakan dengan t90
Contoh Laporan :
LAPORAN_PRAKTIKUM TEST KONSOLIDASI _Sahnohilhami_ -
c. Contoh tanah dimasukkan kedalam cincin kemudian potong dengan pisau perata dan ujungnya diratakan
4.2. Pelaksanaan Pengujian
a. Timbang berat cincin (W1)
b. Timbang berat benda uji dan cincin (W2)
c. Letakkan cincin benda uji diantara batu berpori dengan dilapisi kertas saring pada sel konsolidasi
d. Atur alat (nivo) pada posisi seimbang (balance) dengan memutar span skrup pengatur dan letakkan bola baja kecil dalam coakan plat penekan supaya menyentuh bola baja
e. Atur arloji pengukur (dial deformasi) pada posisi tertekan diatas batu pori kemudian di-nol-kan
f. Tuangkan air pada sel konsolidasi dan diamkan selama 24 jam agar contoh tanah jenuh air
g. Setalah itu letakkan beban pertama pada tempat beban sehingga besar tekanan yang diterima oleh contoh tanah yaitu sebesar 0.25 kg/cm2
h. Lepaskan span baut pengatur
i. Baca penurunan pada 0 menit, 0.25 menit, 1 menit, 2.25 menit, 4 menit, 6.25 menit, 9 menit, 12.25 menit, 20.25 menit, 25 menit, 36 menit, 60 menit, 120 menit, 240 menit, 480 menit dan 1440 menit (24 jam)
j. Setelah dilakukan pembacaan selama 24 jam, tambahkan beban kedua sebesar 0,5 kg/cm2 dan atur baut pengatur hingga menyentuh lengan beban dan lakukan pembacaan seperti langkah-langkah pada pembenanan yang pertama.
k. Setelah itu dilakukan penambahan beban ketiga dan seterusnya.
l. Setelah dilakukan pembebanan maksimum, kurangi beban dalam dua tahap sampai mencapai beban pertama. Baca dial deformasi 24 jam setelah pengurangan beban lalu beban dikurangi lagi. Lakukan pembacaan kembali setelah 24 jam berikutnya.
m. Pada akhir pembacaan, keluarkan benda uji kemudian timbang beratnya dan ukur tinggi contoh tanahnya
n. Masukkan contoh tanah kedalam oven untuk ditentukan kadar airnya
5. Teori
Langkah-langkah perhitungan dan rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan uji konsolidasi adalah sebagai berikut :
1. Menghitung tinggi effektif benda uji (tinggi tanah kering) :.…………..……………………… (11.1)
dimana :
Wd = Berat benda uji (gram)
A = Luas benda uji (cm2)
GS = Berat jenis butir tanah
2. Menghitung besarnya penurunan total ( H ) yang terjadi pada setiap pembebanan
H = Pembacaan arloji pengukur pada permulaan percobaan dikurangi dengan pembacaan arloji pengukur sesudah pembebanan yang bersangkutan
3. Menghitung angka pori mula-mula (angka pori asli) eo dalam persamaan :
……..……….....…....…..……(11.2)
dimana :
Ho = Tinggi contoh tanah mula-mula
4. Menghitung perubahan angka pori (e) pada setiap pembebanan dengan persamaan
..……...…….........………………(11.3)
5. Menghitung angak pori (e) pada setiap pembebanan dengan persamaan :
e = eo - e ………….…………………..……(11.4)
6. Gambarkan harga-harga angka pori ini pada kurva angka pori terhadap tekanan dengan skala logaritma untuk tekanan
7. Menghitung derajat kejenuhan sebelum dan sesudah percobaan dengan persamaan
….……...……..………………..(11.5)
8. Menghitung koefisien konsolidasi ( Cv ) dengan persamaan :
....... ......…..…………..………(11.6)
dimana :
H = tinggi benda uji (cm)
= 0,5 (Ho – 0,5 Ht)
Ho = Tinggi contoh tanah mula-mula
Ht = Tinggi contoh tanah setelah terkonsolidasi
t90 = waktu untuk mencapai konsolidasi 90 %
Menentukan harga t90 :
Menurut Taylor untuk mendapatkan harga t90 diperlukan grafik penurunan terhadap fungsai dari akar waktu.
Langkah-langkah dalam menentukan harga t90 :
- Buat grafik penurunan vs akar waktu penurunan
- Tarik garis singgung pada kurva didaerah penurunan awal dan cari titik potong dengan sumbu akar waktu sebesar 1,15 kali absis titik potong pertama tadi untuk dihubungkan dengan titik potong antara perpanjangan garis singgung tadi dan sumbu vertikal. Absis titik potong antara garis terakhir dengan kurcva itulah yang dinamakan dengan t90
Contoh Laporan :
LAPORAN_PRAKTIKUM TEST KONSOLIDASI _Sahnohilhami_ -
