Sieve Analysis Ratih [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH DASAR MODUL 4 SIEVE ANALYSIS



KELOMPOK 6 : Nurullah Mauldiah



1106068756



Ratih Dwi Anggraeni



1106068674



Tyas Putri Sativa



1106017452



Tanggal Praktikum



: 27 September 2013



Asisten Praktikum



: Felix Cahyo Kuncoro



Tanggal Disetujui



:



Nilai



:



Paraf



:



LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013



SIEVE ANALYSIS



4.1 Tujuan Percobaan Mengetahui distribusi ukuran butiran tanah yang berdiameter 4.76 mm sampai 0.074 mm (lolos saringan No.4 ASTM dan tertahan saringan No.200)



4.2 Alat-alat dan Bahan 



Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram







Saringan standar ASTM No. 10, 18. 40. 100. 200, serta Pan







Piringan kaleng







Can







Motorized Dynamic Sieve Shaker







Sikat gigi







Oven







Tanah hasil percobaan hydrometer yang tertahan No. 200 ASTM



4.3 Teori dan Rumus yang digunakan Sieve analysis atau bisa juga disebut dengan uji gradasi adalah suatu praktik atau prosedur yang digunakan (biasanya dalam ilmu teknik sipil) untuk menilai distribusi ukuran partikel, yang biasa disebut dengan gradasi, dari bahan granular. Distribusi ukuran ini sangat penting untuk menentukan material yang mana yang pantas digunakan. Prosedur ini dapat digunakan untuk bahan non-organik maupun organik, seperti pasir, batu hancur, lempung, granit, maupun tanah.



Gradasi tanah adalah klasifikasi tanah yang ditentukan berdasarkan perbedaan ukuran partikel yang terdapat dalam tanah. Gradasi tanah adalah salah satu property penting dalam ilmu geoteknik dan menjadi indikator sifat fisik lain seperti kompresibilitas, kekuatan geser, dan konduktivitas hidraulik. Gradasi tanah di suatu tempat akan mempengaruhi keadaan drainase di sekelilingnya.



1



Tanah dengan gradasi yang buruk akan memiliki drainase yang lebih baik daripada tanah dengan gradasi yang lebih baik. Gradasi tanah dapat dibagi menjadi dua, yaitu gradasi tanah baik (well graded) dan gradasi tanah buruk (poorly graded). Gradasi tanah buruk biasanya adalah gradasi tanah yang seragam (uniformly graded) atau gradasi tanah gap. Gradasi tanah ini akan didapatkan dengan melakukan percobaan sieve analysis dan hydrometer analysis. Proses untuk menganalisis gradasi tanah dapat disesuaikan dengan sistem klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS) atau AASHTO. Gradasi tanah dapat dibaca dengan melihat kurva gradasi tanah tersebut dari praktikum yang telah dilakukan di laboratorium.



Tanah terdiri atas tiga unsur yaitu butiran, air, dan udara. Sifat-sifat suatu tanah tertentu banyak tergantung pada ukuran butirannya. Ukuran butiran menentukan klasifikasi macam tanah tersebut. Untuk butiran yang kasar dipakai metode sieving dalam penentuan distribusi ukurannya. Tanah dikeringkan dan disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran diameter kisi saringan tertentu mulai dari yang kasar hingga yang halus. Dengan demikian butiran tanah terpisah menjadi beberapa bagian dengan batas ukuran yang diketahui.



Rumus yang digunakan untuk percobaan sieve analysis ini adalah: (



)



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



(4.1)



(4.2)



W tertahan = W tanah – W tanah total sesudah penyaringan



Kesalahan penimbangan sampel tanah sebelum dan sesudah penyaringan adalah:



2



* tidak boleh melebihi 2% dengan :



Wd = berat butiran tanah sebelum proses sieving



Wt = berat butran tanah total setelah proses sieving



4.4 Persiapan Percobaan  Menyaring tanah yang digunakan dalam percobaan hydrometer dengan saringan No. 200 ASTM agar bersih dari butiran clay, silt, dan koloidkoloid dengan bantuan air.  Memasukan tanah yang sudah bersih ke dalam can, lalu memasukan ke dalam oven selama ± 18 jam



4.5 Jalannya Percobaan  Mengeluarkan tanah dari oven kemudian menimbangnya.  Menyusun saringan menurut urutan nomor yaitu : 4, 10, 18, 40, 100, 200 (dari yang terbesar di atas hingga yang terkecil), dan terbawah adalah pan.  Menimbang tanah kemudian memasukkannya ke atas saringan No. 4 ASTM.  Meletakkan susunan saringan pada mesin pengguncang listrik (Motorizied Dynamic Sieve Shaker) dan menutupnya, menyalakannya selama 15 menit.  Mengumpulkan sampel tanah yang tertahan pada masing-masing saringan dan selanjutnya menimbang dan mencatatnya.  Membersihkan saringan dari butiran-butiran tanah yang tertinggal pada setiap saringan dengan bantuan sikat gigi.



4.6 Perbandingan dengan ASTM Menurut standar ASTM, susunan saringan yang dipakai adalah No.4, 10, 18, 40, 60, 100, 200 dan pan. Sedangkan pada praktikum ini susunan saringan yang digunakan hampir sama dengan ASTM, hanya saja saringan No. 60 dan No.4 tidak dipasang.



4.7 Hasil Praktikum 4.7.1 Data hasil praktikum



3



Berat tanah kering + container



: 38.70 gram



Berat container



: 34.34 gram



Berat tanah kering



: 4.36 gram



Tabel 4.1 Data Praktikum



No. Sieve



Diameter (mm)



W. Retained (gram)



4



4,75



0



10



2



0.31



18



0,84



0.52



40



0,42



1.89



100



0,15



1.05



200



0,075



0.63 0.03



PAN



4.7.2 Perhitungan Tabel 4.2 Pengolahan Data No. Sieve



W. Retained (gram)



4



0



10



0.31



18



0.52



40



1.89



100



1.05



200



0.63



PAN



0.03



jumlah



4.43



|



|



|



|



Tabel 4.3 Pengolahan Data No.Sieve



Diameter



W.retained



Cumulative



% Retained



% Passing



(mm)



(gram)



retained



4



4,75



0



0



0



100



10



2



0.31



0.31



0.62



99.38



18



0,84



0.52



0.83



1.66



98.34



40



0,42



1.89



2.72



5.44



94.56



4



100



0,15



1.05



3.77



7.54



92.46



200



0,075



0.63



4.4



8.8



91.2



0.03



4.43



8.86



91.14



PAN



Tabel 4.4 Data Sieve Analysis dan Hydrometer



D (mm)



finer (%)



4.75



100



2



99.38



0.84



98.34



0.42



94.56



0.15



92.46



0.075



91.2



0.058187



35.7918



0.041363



33.8198



0.033950



31.8478



0.029402



31.8478



0.020862



30.8618



0.015288



29.8758



0.010847



28.8898



0.007748



24.9458



0.005697



19.1284



0.004042



18.1424



0.002863



17.1564



5



Kurva Distribusi Ukuran Partikel 140 120



y = 14.254ln(x) + 93.741 Persen Finer



100 80 60 40



Distribusi Log. (Distribusi)



20 0 10



1



0.1



0.01



0.001



Diameter Grafik 4.1 gabungan hydrometer dengan sieve analysis



Maka diperoleh hasil persamaan yaitu y = 6.298ln(x) + 54.39, dicari nilai D10, D30, dan D60 



Untuk D10, (% finer = 10%) y = 6.298ln(x) + 54.39, y = 10 , maka x = 0.00086 D10 = 0.00086 mm







Untuk D30, (% finer = 30%) y = = 6.298ln(x) + 54.39, y = 30 , maka x = 0.02080 D30 = 0.02080 mm







Untuk D60, (% finer = 60%) y = 6.298ln(x) + 54.39, y = 60 , maka x = 2.4369 D60 = 2.4369 mm



Oleh karena itu, hendak dicari berapa % finer-nya yang didapat dengan menggunakan persamaan kurva yang sudah didapatkan :



6







Diameter 0.002 mm  y = 6.298ln(x) + 54.39 y = 6.298ln(0.002) + 54.39 y = 15.25%







Diameter 0.05 mm  y = 6.298ln(x) + 54.39 y = 6.298ln(0.05) + 54.39 y = 35.52%







Diameter 2 mm



 y = 6.298ln(x) + 54.39 y = 6.298ln(2) + 54.39 y = 58.75%







Diameter 4.75 mm  y = 6.298ln(x) + 54.39 y = 6.298ln(4.75) + 54.39 y = 64.21%



Clay



: 15.25%



Silt



: 35.52% - 15.25% = 20.27%



Sand



: 58.75% - 35.52% = 23.23%



Gravel : 64.21% - 58.75% = 5.46%



Menurut segitiga tekstur tanah USDA, tanahnya termasuk loam.



4.8 ANALISA a) Analisa percobaan Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui distribusi ukuran butiran tanah yang berdiameter 4.76 mm sampai 0.074 mm yang lolos saringan No.4 ASTM dan tertahan saringan no.200. peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah saringan dan alat penggoyang saringan. Pada praktikum ini, kita menggunakan sampel tanah dari tanah yang tersisa dari percobaan hydrometer analysis. Kita menggunakan tanah sisa dari praktikum hydrometer karna kami akan mencari gradasi ukuran butiran tanah yang sama, hanya saja dibedakan menjadi dua, tanah yang berukuran kasar dengan tanah yang berukuran halus. Karena pada akhirnya, praktikan akan menggabungkan gradasi dari kedua praktikum karena bahan tanah yang diambil untuk gradasi tersebut adalah tanah dr sampel yang sama.



7



Sampel tanah tersebut disaring kembali dengan saringan no. 200 dan dimasukkan kedalam can karena butiran tanah sangat kecil dan sulit dibersihkan maka dibutuhkan air untuk membersihkannya. Setelah semua tanah tersaring dengan bantuan air, sampel tanah dikeringkan dalam oven agar dapat dicari berat tetapnya. Sampel tanah dikeringkan dalam oven selama 24 jam. Setelah tanah sudah kering oven, kemudian tanah ditimbang dan dicatat beratnya. Tujuannya untuk mencari kesalahan relative antara berat tanah sebelum dan sesudah disaring. Setelah ditimbang, tanah kemudian dimasukkan kedalam susunan saringan dimana saringan dengan diameter lolos lebih besar berada diatas saringan dengan lolos lebih kecil serta mangkuk tanpa diameter lolos (pan) berada dipaling bawah susunan agar tanah yang lolos saringan no. 200 tidak jatuh berantakan. Kemudian susunan saringan digetarkan dengan mesin penggetar selama 15 menit. Tujuannya supaya tanah lebih mudah untuk lolos ke saringan dibawahnya jika memang ukuran tanah tersebut lebih kecil daripada diameter lolos saringan tersebut. Langkah terakhir adalah menimbang berat tanah pada setiap lapis saringan.



b) Analisa data Setelah



dilakukan



praktikum



sieve



analysis



ini,



praktikan



mendapatkan data bahwa berat tanah yang tertahan saringan no.4 sebanyak 0 gram, tanah yang tertahan saringan no.10 sebanyak 0,31 gram, tanah yang tertahan saringan no.18 sebanyak 0,52 gram, tanah yang tertahan saringan no.40 sebanyak 1.89 gram, tanah yang tertahan saringan no.100 sebanyak 1.05 gram, tanah yang tertahan saringan no. 200 sebanyak 0.63 gram, dan tanah yang tertahan di mangkuk pan sebanyak 0.03 gram. Jika dijumlahkan, total berat yang terdapat dalam susunan saringan adalah 4.43. Hal ini berbeda dengan total berat yang diukur sebelum proses sieving, yaitu 4.36. Oleh karena itu, praktikan dapat menghitung kesalahan relatifnya sebesar 1.6%. Setelah itu dapat dihitung nilai Cu dan Cc, yaitu nilai Cu yang didapat adalah



8



dan nilai Cc adalah



. Nilai Cu kurang dari 1 yang berarti tanah



yang hanya memiliki satu ukuran butiran. Nilai Cc yang didapatkan adalah 0.20643. Nilai Cc yang didapatkan kurang dari 1 sehingga tanah tergolong tidak bergradasi baik. Tanah yang bergradasi baik untuk nilai 1 < Cc < 3. c) Analisa kesalahan Dalam melakukan setiap percobaan tidak mungkin ada hasil yang tepat 100%, pasti ada kesalahan sehingga meyebabkan data yang dihasilkan tidak akurat sekian persen. Kesalahan yang mungkin terjadi pada saat praktikum sieve analysis ini adalah: 1. Kesalahan pada alat yaitu pada timbangan digital yang sangat sensitif sehingga berat yang terbaca menjadi tidak akurat. Selain itu, tanah yang diujikan pada praktikum ini berukuran sangat kecil, sehingga timbangan digital dengan ketelitian 0,01 gram kurang cukup. Oleh karena itu, berat tanah yang hilang pada proses sieving (kesalahan relatif) mungkin disebabkan oleh pembulatan yang dilakukan oleh timbangan digital ini. 2. Kesalahan praktikan pada saat memindahkan sampel tanah dari hydrometer jar ke dalam can atau dari can kedalam saringan. Karena ukuran butiran tanah sangat kecil, praktikan mengalami kesulitan dalam memindahkan tanah tersebut, tanah yang tidak kasat mata mungkin banyak yang masih menempel di dalam can sehingga luput dalam perhitungan. Tidak jarang juga debu-debu tanah berterbangan sehingga berat menjadi berkurang dari berat awal nya.



1.9



KESIMPULAN  Nilai kesalahan relatif yang didapat dari praktikum adalah sebesar 1.6% dan sesuai karena tidak boleh lebih dari 2%.  Nilai Cu yang didapat adalah



sedangkan nilai Cc adalah



.



9







Clay bernilai 15.25%, Silt sebesar 20.27%, Sand sebesar 23.23%, dan Gravel sebesar 5.46% dan dapat disimpulkan bahwa tanah tersebut berjenis loam.







Nilai Cu kurang dari 1 yang berarti tanah yang hanya memiliki satu ukuran butiran. Nilai Cc yang didapatkan kurang dari 1 sehingga tanah tergolong tidak bergradasi baik.



1.10 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, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.



10