Pemadatan tanah adalah proses yang penting, karena membantunya mencapai sifat fisik tertentu yang diperlukan untuk perilaku yang tepat di bawah beban: misalnya pemadatan yang tepat dari bendungan tanah atau jalan raya Tanggul mengurangi kemungkinan penurunannya, meningkatkan kekuatan geser tanah tanah karena kepadatannya meningkat dan mengurangi permeabilitas tanah.
Pada tahun 1933, Ilmuwan RR Proctor menunjukkan bahwa terdapat hubungan langsung antara kadar air dalam tanah dan kerapatan kering tanah yang akan dipadatkan. Ia juga menunjukkan bahwa pada kadar air tertentu disebut sebagai ‘kadar air optimal; tanah mencapai kerapatan maksimum pada jumlah energi pemadatan tertentu.
Karakteristik pemadatan pertama kali ditentukan di laboratorium dengan berbagai uji pemadatan. Pengujian ini didasarkan pada salah satu dari metode atau jenis pemadatan berikut: Dampak atau dinamis, pengadukan, statis, dan getaran. Di laboratorium untuk menentukan hubungan densitas air tanah, uji pemadatan yang biasa digunakan adalah: uji proctor standar dan modifikasi, uji pemadatan miniatur Harvard, uji Pemadatan Abbot dan uji pemadat mini Jodhpur.
Pemadatan (Definisi):
Pemadatan adalah proses dimana partikel-partikel tanah dikemas lebih dekat satu sama lain oleh beban dinamis seperti rolling, tamping atau getaran yang dicapai melalui pengurangan rongga udara dengan sedikit atau tanpa perubahan kadar air tanah. Dengan kata lain, pemadatan adalah penggunaan peralatan untuk memadatkan tanah menjadi volume yang lebih kecil sehingga meningkatkan kerapatan keringnya dan memperbaiki sifat-sifat tekniknya. Pemadatan dicapai dengan pengurangan volume udara, karena padatan dan air hampir tidak dapat dimampatkan seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.1.
Perlunya Pemadatan:
Pemadatan tanah adalah salah satu bagian terpenting dari pekerjaan tanah untuk rekayasa tanah.
Pemadatan diperlukan karena alasan berikut:
(i) Pemadatan meningkatkan sifat teknik seperti kekuatan geser, densitas, permeabilitas, dll.
(ii) Mengurangi potensi pemukiman yang berlebihan.
(iii) Mengurangi kemungkinan masalah stabilitas lereng seperti tanah longsor.
(iv) Ini mengurangi jumlah air yang dapat ditahan di dalam tanah dengan mengurangi rasio pori dan dengan demikian membantu mempertahankan kekuatan yang dibutuhkan.
(v) Ini meningkatkan ketahanan erosi yang membantu menjaga permukaan tanah dalam kondisi siap pakai.
Teori Pemadatan:
Pemadatan tanah diukur berdasarkan kepadatan kering yang dicapai. Kepadatan kering adalah berat padat tanah per satuan volume total massa tanah. Proctor menunjukkan bahwa pemadatan tergantung pada (i) kadar air (ii) jenis tanah dan (iii) upaya pemadatan. Dia telah menyarankan metode laboratorium pemadatan studi di mana sampel tanah dipadatkan ke dalam cetakan silinder 1000 cc dengan menggunakan upaya aktif comp standar. Tanah dalam cetakan ditimbang dan diukur kadar airnya.
Kepadatan kering dihitung dengan menggunakan ekspresi berikut:
Yd = Y/ 1 + m
dimana m adalah kadar air
Kepadatan curah, y diperoleh dengan mengambil rasio massa tanah lembab terhadap volume tanah. Kepadatan kering dinyatakan dalam gm/cm3 atau kg/m3 atau ton / m3 .
Uji Pemadatan Laboratorium:
Tujuan uji pemadatan laboratorium adalah untuk menetapkan hubungan antara kerapatan kering dan kadar air suatu tanah dalam kondisi yang terkendali. RR Proctor (1933) adalah orang pertama yang mengembangkan metode penilaian timbunan padat yang kemudian menjadi standar universal dan tes ini dikenal sebagai tes proctor standar. Uji pengawas standar juga dikenal sebagai uji pemadatan ringan sesuai BIS. AASHO mengembangkan tes yang dimodifikasi untuk memberikan standar pemadatan yang lebih tinggi dan dikenal sebagai uji pengawas yang dimodifikasi. Hal yang sama juga dikenal sebagai uji pemadatan berat sesuai BIS.
Uji Proctor Standar (atau Uji Pemadatan Ringan):
Peralatan terdiri dari cetakan logam berbentuk silinder dengan diameter dalam 100 mm, tinggi 127,3 mm dan volume 1000 cc. Dorongan kuat-kuat yang digunakan untuk pengujian ini adalah massa 2,6 kg, penurunan bebas 310 mm dan diameter permukaan 50 mm. Cetakan dilengkapi dengan pelat dasar yang dapat dilepas dan kerah setinggi 60 mm. Aparat ditunjukkan pada gambar 8.2.
Sekitar 4 kg tanah kering udara melewati saringan 4,75 mm IS dicampur secara menyeluruh dengan sedikit air. Sampel basah ditutup dengan kain kami dan dibiarkan selama waktu pematangan yang sesuai untuk memungkinkan penyerapan air yang tepat.
Cetakan kosong ditempelkan pada pelat dasar dan ditimbang. Kerah tersebut kemudian ditempelkan pada cetakan di bagian atas. Tanah basah dan matang ditempatkan dalam cetakan dan dipadatkan dengan memberikan 25 pukulan dorongan kuat-kuat secara merata di atas permukaan. Tanah dipadatkan dalam tiga lapisan. Volume tanah yang diambil pada setiap lapisan sedemikian rupa sehingga tinggi yang dipadatkan kira-kira sepertiga dari tinggi total cetakan. Sebelum menempatkan lapisan kedua, bagian atas dari lapisan pertama yang dipadatkan digores agar kedua lapisan dapat merekat dengan baik.
Lapisan kedua dan ketiga juga dipadatkan dengan memberikan 25 pukulan dorongan kuat-kuat. Kerah kemudian dilepas dan sisa tanah dipangkas hingga sejajar dengan bagian atas cetakan. Cetakan bersama dengan tanah yang dipadatkan kemudian ditimbang untuk mendapatkan massa tanah yang dipadatkan. Sampel yang representatif diambil dari pusat tanah yang dipadatkan untuk uji kadar air.
Tanah kemudian dikeluarkan dari cetakan dan dicampur dengan sampel asli. Sekitar 2% lebih banyak air ditambahkan ke dalam sampel dan pengujian diulang. Prosedur dilanjutkan sampai massa tanah yang dipadatkan mulai berkurang.
Kepadatan curah dan kerapatan kering untuk pengujian dihitung dari nilai massa tanah yang diketahui, volume tanah yaitu, sama dengan volume cetakan dan kadar air masing-masing pengujian.
g = Massa tanah / Volume Tanah = M/1000 gm/cc
Berat jenis tanah kering, Y d= Y /1+m gm/cc
dimana M = Massa tanah dalam gm
m = kadar air atau kadar air
Volume tanah = Volume cetakan
= 1000 cc
Sebuah grafik diplot antara % kadar air dan densitas kering, kurva yang diperoleh disebut kurva pemadatan seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.3. Terlihat jelas dari grafik bahwa kerapatan kering tanah terus meningkat seiring dengan peningkatan kadar air, hingga kerapatan maksimum tercapai. Kadar air yang sesuai dengan kerapatan kering maksimum disebut kadar air optimal (OMC).
Modifikasi Proctor Test atau Heavy Compaction Test:
Tes pengawas yang dimodifikasi dikembangkan dan distandarisasi oleh AASHO untuk mewakili pemadatan yang lebih berat yang diperlukan untuk pengangkutan yang lebih berat. Tes ini diadaptasi oleh BIS dan dikenal sebagai tes pemadatan berat. Pada uji Proctor modifikasi, cetakan yang digunakan sama dengan uji proctor standar yang bervolume 1000 cc
Sebuah dorongan yang lebih berat digunakan dengan berat 4,9 kg dengan penurunan 450 mm. Prosedur tes mirip dengan tes proctor standar. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa tanah dipadatkan dalam 5 lapisan, bukan 3 lapisan, setiap lapisan diberi 25 pukulan dorongan kuat-kuat yang didistribusikan secara merata di atas permukaan. Perhitungan densitas kering dan densitas kering maksimum mirip dengan uji proctor standar. Gambar 8.4 menunjukkan kurva tes proctor yang dimodifikasi.
Kurva antara kadar air dan kerapatan kering digambarkan. Pada pengujian ini, kurva densitas kering kadar air terletak di atas kurva densitas kering uji proctor standar terletak di atas kurva uji proctor standar dan puncaknya relatif berada di sebelah kiri. Jadi untuk tanah yang sama, pengaruh pemadatan yang lebih berat adalah untuk meningkatkan kerapatan kering maksimum dan menurunkan kadar air optimum. Kompak ditransmisikan oleh yang dimodifikasi. Palu uji AASHO adalah sekitar 4,5 kali energi yang ditransmisikan oleh palu Proctor.
Tes Proctor Standar dengan Cetakan Lebih Besar :
Uji Proctor Standar dalam cetakan berkapasitas lebih besar dilakukan untuk tanah yang persentase tertahan pada ayakan 4,75 mm IS lebih dari 20. Cetakan dengan kapasitas 2250 CC, diameter dalam 150 mm dan tinggi 127,3 mm digunakan untuk tanah tersebut. Sebanyak 6 kg sampel tanah diambil untuk 2250 cc cetakan. Dorongan yang digunakan mirip dengan tes Proctor standar. Prosedur pengujiannya sama dengan pengujian proctor standar dengan perbedaan bahwa setiap lapisan dipadatkan dengan 56 pukulan, bukan 25 pukulan.
Definisi Penting:
Kepadatan Kering Maksimum:
Kepadatan kering tanah yang sesuai dengan pemadatan maksimum dikenal sebagai kepadatan kering maksimum. Ini dilambangkan dengan ( Yd) max – kerapatan kering maksimum tanah liat lebih dari kepadatan pasir. Untuk mencapai pemadatan maksimum pada pasir harus dipadatkan baik dalam keadaan kering maupun dalam keadaan jenuh.
Konten Kelembaban Optimal (OMC):
Kadar air atau kadar air di mana kerapatan kering maksimum untuk upaya pemadatan tertentu dikenal sebagai kadar air optimum. Kepadatan kering maksimum dicapai pada kadar air optimal yang lebih tinggi untuk tanah berbutir halus dibandingkan dengan tanah tanpa kohesi.
Jalur Kekosongan Udara Nol:
Jika semua udara tanah dapat dikeluarkan melalui pemadatan, tanah akan menjadi jenuh penuh atau tanah berada pada kondisi rongga udara nol. Secara praktis tidak mungkin mencapai saturasi penuh dengan pemadatan, garis yang menunjukkan hubungan antara densitas kering dan kadar air pada saat jenuh disebut garis kosong udara nol atau garis saturasi teoretis. Garis kosong udara nol ditunjukkan pada gambar 8.5
Faktor yang Mempengaruhi Pemadatan:
Berbagai faktor yang mempengaruhi kerapatan padat adalah sebagai berikut:
(i) Kandungan air
(ii) Upaya kompak
(iii) Jenis tanah
(iv) Metode pemadatan
(v) Penambahan campuran.
(i) Kadar air:
Kadar air tanah memiliki pengaruh paling penting dalam kepadatan yang dipadatkan, dari semua faktor yang mempengaruhi pemadatan. Dengan meningkatnya kadar air, kerapatan kering terus meningkat hingga; nilai maksimum dicapai seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.6. Setelah peningkatan lebih lanjut dalam kadar air mengurangi kepadatan kering tanah. Dijelaskan sebagai berikut: pada kadar air rendah tahanan geser besar; Tanah cenderung kaku dan sulit dipadatkan. Pada kadar air yang meningkat, air melumasi partikel tanah dan membuatnya lebih bisa dikerjakan.
Ini menghasilkan rasio pori yang lebih rendah dan kerapatan kering yang lebih tinggi. Setelah mencapai kerapatan kering maksimum pada kadar air tertentu, jika kadar air ditingkatkan lebih jauh, air cenderung memisahkan partikel-partikel tanah tanpa menyebabkan penurunan rongga udara yang berarti. Ini menghasilkan kerapatan kering yang rendah.
(ii) Upaya pemadatan (jumlah pemadatan):
Jumlah pemadatan sangat mempengaruhi kerapatan kering maksimum dan kadar air optimum (OMC). Peningkatan usaha pemadatan cenderung meningkatkan densitas kering maksimum, tetapi menurunkan OMC seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.7. Jelas dari grafik bahwa kerapatan kering maksimum untuk suatu tanah hanya maksimum untuk upaya pemadatan tertentu.
Garis yang ditarik melalui puncak kurva pemadatan yang berbeda untuk upaya pemadatan yang berbeda untuk tanah yang sama dikenal sebagai “garis optimum”.
(iii) Jenis tanah:
Untuk upaya pemadatan tertentu, tanah yang berbeda mencapai kerapatan kering maksimum yang berbeda pada OMC yang berbeda. Kepadatan yang lebih tinggi pada kadar air optimum yang lebih rendah dicapai pada tanah berbutir kasar bergradasi baik. Tanah berbutir halus memiliki kadar air optimal yang jauh lebih tinggi dan kepadatan kering maksimum yang lebih rendah karena membutuhkan lebih banyak air untuk pelumasan karena permukaan spesifik yang lebih besar. Gambar 8.6 menunjukkan bentuk umum kandungan air dan kurva kerapatan kering untuk tanah kohesif dan kurang kohesi.
(iv) Metode pemadatan:
Metode pemadatan yang digunakan tidak hanya mempengaruhi kemudahan suatu tanah dipadatkan tetapi juga mempengaruhi sifat-sifat tanah dari bahan yang dipadatkan melalui pengaruhnya terhadap struktur tanah yang dipadatkan. Untuk suatu usaha pemadatan tertentu, kerapatan kering suatu tanah akan berbeda jika cara pemadatan yang digunakan berbeda.
(v) Penambahan bahan tambahan:
Pencampuran yang berbeda seperti flyash semen, kapur, Kankar dll ditambahkan untuk meningkatkan sifat pemadatan tanah. Kepadatan kering maksimum yang dicapai tergantung pada jumlah dan jenis campuran yang ditambahkan ke tanah. Campuran elektrolit meningkatkan densitas kering maksimum sebesar 5 sampai 10% dan menurunkan OMC. Kalsium klorida yang digunakan untuk memperbaiki jalan berkerikil pada cuaca kering meningkatkan kerapatan kering sebanyak 12%.
Metode Pemadatan Lapangan:
Metode pemadatan yang cocok dipilih di lapangan untuk mencapai kerapatan kering maksimum.
Metode pemadatan meliputi langkah-langkah berikut:
(i) Memilih tanah urukan.
(ii) Memuat tanah dari lubang, mengangkut dan membuangnya ke lokasi, (bulldozer dan wheel loader dapat mengangkut tanah untuk jarak pendek. Scraper sangat efisien untuk jarak sedang. Dump truck dapat digunakan untuk mengangkut, bukan mengikis, khususnya ketika tanah sedang digali oleh loader).
(iii) Menyebarkan tanah timbunan menjadi lapisan-lapisan tipis setebal 200 mm.
(iv) Mengubah kadar air tanah baik dengan mengeringkan atau dengan menambahkan air jika masing-masing berada di atas atau di bawah OMC.
(v) Memilih peralatan pemadatan yang sesuai dan memadatkannya. Lapisan berikutnya ditempatkan setelah pemadatan lapisan pertama. Tanah dipadatkan baik dengan cara digulung atau ditabrak atau digetarkan. Jumlah lintasan yang diperlukan untuk peralatan pemadatan untuk mendapatkan kerapatan tertentu dihitung dengan menentukan kerapatan bahan yang dipadatkan setelah jumlah lintasan tertentu.
Peralatan Pemadatan Lapangan: Jenis peralatan berikut ini digunakan di lapangan untuk memadatkan tanggul, tanah dasar, dasar jalan, dll.:
(a) Rol
(b) Rammers
(c) Penggetar.
Berbagai jenis rol yang digunakan di lapangan untuk pemadatan adalah:
(i) Penggulung kaki domba
(ii) Tamping rol kaki
(iii) Penggulung roda halus
(iv) Rol ban pneumatik
(v) Rol getaran
(i) Penggulung kaki domba:
Sheep foot roller memadatkan tanah dengan tekanan dan pengadukan. Mesin penggulung ini dapat digunakan pada berbagai jenis tanah, tetapi hasil terbaik diperoleh pada lanau dan lempung. Ini terdiri dari drum baja berongga dengan banyak tonjolan seperti kaki domba di permukaannya. Drum dapat diisi dengan air atau pasir basah untuk menambah berat roller.
(ii) Tamping foot roller:
Tamping foot roller sangat mirip dengan sheep’s foot roller dengan perbedaan bahwa mereka menggunakan kaki besar dengan tekanan kontak yang lebih kecil. Mereka dapat dioperasikan dengan kecepatan lebih cepat, tetapi tidak dapat memadatkan tanah hingga sangat dalam.
(iii) Rol roda halus:
Jenis rol ini tidak cocok untuk memadatkan tanah karena tekanan kontaknya jauh lebih rendah daripada rol kaki domba. Roller ini digunakan untuk memadatkan base course agregat dan perkerasan aspal. Rol roda halus terdiri dari dua jenis. Tipe biasa memiliki satu drum di depan dan dua rol berdiameter besar di belakang. Tipe lainnya memiliki dua drum yang identik, masing-masing di depan dan belakang.
(vi) Rol ban pneumatik:
Roller ban pneumatik (juga dikenal sebagai roller ban karet) memadatkan tanah dengan tekanan dan pengadukan. Rol ini adalah unit berat yang bertumpu pada beberapa ban. Setiap ban mampu bergerak naik turun secara mandiri. Tekanan kontak sekitar 600 KPa. Roller ini dapat memadatkan lapisan tanah dengan ketebalan lepas 250-300 mm. Roller ini sangat cocok untuk pemadatan tanah kohesif dan kurang kohesi.
(v) Rol getaran:
Penggiling getar mirip dengan penggulung roda halus dengan tambahan mekanisme getar. Roller ini memadatkan tanah dengan tekanan, pengadukan, dan getaran. Ini cocok untuk tanah berpasir dan berkerikil. Penggiling terberat ini dapat memadatkan tanah yang memiliki ketebalan lepas hingga 1 m.
Rammers:
Rammers digunakan untuk memadatkan tanah di area yang relatif kecil dan di mana roller tidak dapat dioperasikan seperti memadatkan lereng parit dll.
Rammers yang digunakan dalam pemadatan lapangan terdiri dari dua jenis:
(i) Rammers yang dioperasikan dengan tangan
(ii) Rammers mekanis.
Rammers yang dioperasikan dengan tangan digunakan untuk memadatkan tanah di area yang lebih kecil. Ini terdiri dari blok besi. Beratnya sekitar 3 sampai 4 kg, menempel pada gagang kayu. Pukulan diberikan pada tanah yang akan dipadatkan dengan mengangkat dan menjatuhkan dorongan kuat-kuat. Rammers mekanis dapat digunakan untuk semua jenis tanah, tetapi tidak hemat biaya. Sangat cocok untuk memadatkan tanah di mana metode pemadatan lainnya tidak dapat digunakan. Ini jauh lebih berat daripada dorongan kuat-kuat yang dioperasikan dengan tangan, dengan berat antara 30 hingga 150 kg. Dorongan kuat mekanis dapat berupa tipe pembakaran internal atau tipe pneumatik.
Vibrator:
Vibrator digunakan untuk memadatkan tanah berpasir dan berkerikil. Ini memadatkan tanah dengan menggunakan peralatan pemadatan getaran menggunakan bobot eksentrik atau perangkat lain untuk menginduksi getaran kuat ke dalam tanah. Getaran yang dihasilkan oleh vibrator biasanya memiliki frekuensi 1000-3500 siklus per menit. Jika unit getar dipasang pada roller, maka itu disebut roller getar. Vibrator tipe pelat juga tersedia di pasaran.
Pilihan Peralatan Pemadatan:
Pemilihan peralatan dan metode pemadatan yang tepat bergantung pada hal-hal berikut:
(i) Jenis tanah
(ii) Ukuran proyek
(iii) Persyaratan pemadatan
(iv) Tingkat produksi yang dibutuhkan
(v) Kadar air tanah
Tidak ada peralatan tunggal yang merupakan pilihan terbaik untuk semua situasi.
Tabel 8.2 menunjukkan kesesuaian peralatan pemadatan untuk berbagai jenis tanah.
Kontrol Pemadatan:
Untuk kontrol pemadatan yang tepat di lapangan, perlu sering-sering memeriksa kerapatan kering dan kandungan air tanah yang dipadatkan.
Jadi kontrol pemadatan melibatkan operasi berikut:
(i) Penentuan kerapatan kering lapangan
(ii) Penentuan kadar air.
Penentuan Kepadatan Tanah Kering Lapangan:
Kerapatan kering tanah ditentukan dengan terlebih dahulu menentukan kerapatan in-situ tanah kemudian menghitung kerapatan kering dengan menggunakan persamaan.
Yd = Y/1+m
dimana Y d = kerapatan kering tanah
g = Densitas curah atau densitas dalam
m = kadar air atau kadar air.
Kepadatan in-situ ditentukan dengan metode berikut:
(i) Metode penggantian pasir
(ii) Metode pemotong inti.
Metode Penggantian Pasir :
Metode penggantian pasir cocok untuk tanah berbutir kasar dan halus.
Aparatur terdiri dari:
(i) Silinder penuangan pasir
(ii) Silinder kalibrasi
(iii) Nampan logam dengan lubang yang terletak di tengah
(iv) Dibber dan ambil kapak untuk membuang tanah.
Gambar 8.10 menunjukkan alat uji penggantian pasir.
Prosedur ini diselesaikan dalam dua tahap:
(a) Kalibrasi silinder
(b) Pengukuran kerapatan lapangan
(a) Kalibrasi silinder:
Kalibrasi silinder dilakukan untuk menentukan berat jenis pasir yang akan digunakan untuk pengujian ini.
Kalibrasi silinder diselesaikan dalam langkah-langkah berikut:
- Isi silinder penuangan dengan pasir yang bersih dan mengalir bebas, melewati 600 mikron dan ditahan pada saringan 300 mikron, sekitar 1 cm di bawah bagian atas. Timbang silinder tuang dengan pasir. Biarlah w 1 .
- Tempatkan silinder penuangan secara terpusat pada silinder kalibrasi dan buka penutupnya. Pasir akan mulai mengalir dan mengisi silinder kalibrasi terlebih dahulu baru kemudian kerucut.
AKU AKU AKU. Tanah akan mulai mengalir dan mengisi kerucut. Tutup rana saat tidak ada gerakan pasir ke bawah. Timbang silinder tuang. Biarlah W 2 .
- Isi ulang silinder penuangan hingga ketinggian yang sama untuk pengukuran kerapatan lapangan.
Kepadatan pasir dapat dihitung sebagai berikut:
Berat pasir dalam kerucut,
W c = – W 1 – W 3
Berat pasir dalam silinder kalibrasi + kerucut = W 1 – W 2
Berat pasir dalam silinder kalibrasi = W 1 – W 2 – W c
Volume silinder kalibrasi = γ
Massa jenis pasir, Y s = W 1 -W 2 -W c /V
(b) Pengukuran kerapatan lapangan:
- Bersihkan dan ratakan tanah dengan bantuan pengikis dan letakkan baki logam berlubang di tanah.
- Gali lubang uji yang diameternya sama dengan diameter lubang di baki dan kedalamannya kira-kira sama dengan tinggi silinder kalibrasi. Kumpulkan tanah yang digali dan timbang. Biarlah W .
AKU AKU AKU. Lepaskan baki logam dan letakkan silinder tuang di tengah lubang dan buka penutupnya. Pasir akan mengisi lubang dan kerucut.
- Tutup rana saat tidak ada gerakan pasir ke bawah dan timbang. Biarlah W 4 .
Kepadatan tanah kemudian dihitung seperti yang disebutkan di bawah ini:
Berat pasir dalam lubang + kerucut = W 1 / W 4
Berat pasir dalam lubang = W 1 – W 4 – W c
Volume pasir dalam lubang = W 1 – W 4 – W c /Y s
Volume tanah galian (V s ) = Volume pasir dalam lubang = W 1 – W 4 – W c /Y s
Massa jenis tanah, g = W/V s
dimana w adalah berat tanah galian.
Kadar air tanah ditentukan dan kerapatan kering tanah dihitung dengan menggunakan persamaan.
Yd = Y/ / 1+m
di mana m adalah biara kelembaban dari tanah yang digali.
Metode Pemotong Inti:
Metode ini cocok untuk tanah berbutir halus. Gambar 8.9 menunjukkan alat uji pemotong inti.
Aparatur terdiri dari:
(i) Pemotong inti silinder (diameter dalam 100 mm dan tinggi 127,4 mm)
(ii) Dolly baja yang diameter luarnya lebih besar dari pemotong inti
(iii) dorongan kuat-kuat
(iv) Dibber dan scraper.
Prosedur:
- Ukur diameter dalam dan tinggi pemotong inti untuk menghitung volume.
- Timbang pemotong inti tanpa serbet. Biarlah w.
- Bersihkan dan ratakan tanah dengan menggunakan pengikis dan letakkan pemotong inti di atas tanah.
- Keluarkan tanah di sekitar pemotong dengan dibber dan potong tanah di dasarnya.
- Lepaskan pemotong dari tanah dan sisa tanah dipangkas.
- Timbang pemotong dengan tanah. Biarlah w 1 . Tanah dikeluarkan dari pemotong dengan menggunakan ekstraktor sampel tanah.
Kepadatan curah kemudian dihitung seperti yang disebutkan di bawah ini:
Berat tanah di pemotong = w 1 – w
Massa jenis tanah, γ = w 1 — w /v
di mana V adalah volume pemotong.
- Kadar air tanah kemudian ditentukan dan kerapatan kering dihitung dengan menggunakan rumus
γ = γ/1+m
dimana m adalah kadar air tanah.
Pengukuran Kadar Air dengan Metode Jarum Proctor:
Metode jarum proctor adalah metode cepat untuk penentuan kadar air tanah berbutir halus di lapangan. Aparat jarum pengawas ditunjukkan pada Gambar 8.12. Peralatan terdiri dari satu set titik jarum silinder yang dapat dipertukarkan (0,25, 0,50, 1,0, 1,5,2 cm 2 ). Titik jarum dipilih berdasarkan jenis tanah. Titik jarum dilengkapi dengan jarum suntik yang pada gilirannya dipasang ke pendorong pegas.
Prosedur:
Tes jarum proctor diselesaikan dalam dua bagian:
(i) Merencanakan kurva kalibrasi di laboratorium
(ii) Menentukan ketahanan penetrasi tanah di lapangan.
Merencanakan kurva kalibrasi:
- Padatkan tanah pada kadar air tertentu dalam cetakan proctor standar di laboratorium
- Gunakan jarum proctor yang sesuai pada tanah yang dipadatkan dengan kecepatan 12,5 mm per detik hingga kedalaman tidak kurang dari 75 mm.
- Baca tahanan penetrasi dari batang yang telah dikalibrasi dan hitung tahanan penetrasi per satuan luas dengan membagi luas titik jarum.
- Prosedur diulangi dengan kadar air yang berbeda.
- Gambarkan kurva kalibrasi antara ketahanan penetrasi dan kadar air seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.13.
Penentuan ketahanan penetrasi tanah di lapangan:
- Untuk menentukan kadar air di lapangan, contoh tanah basah yang dipadatkan di dalam standard proctor akan berada pada kondisi yang sama dengan yang digunakan untuk kalibrasi curing. Resistensi penetrasi dicatat dengan memaksa jarum ke dalam cetakan.
- Baca kadar air dari kurva kalibrasi yang sesuai dengan resistansi penetrasi yang diukur.
Tindakan pencegahan:
- Tanah yang digunakan di laboratorium untuk kurva kalibrasi harus sama dengan lapangan. Jika tanahnya berbeda, maka kurva baru harus disiapkan.
- Adanya batu atau kerikil kecil, di dalam tanah membuat pembacaan pada jarum proctor kurang dapat diandalkan.
Persyaratan Pemadatan:
Tingkat pemadatan yang dicapai di lapangan dinyatakan dalam pemadatan relatif, C R :
C R =Y d / (Y d ) maks x 100%
dimana Yd = kerapatan kering yang dicapai di lapangan
(Yd)max = Kepadatan kering maksimum laboratorium
Kepadatan kering maksimum laboratorium diperoleh dari uji proctor standar. Sebagian besar spesifikasi pekerjaan tanah ditulis dalam hal pemadatan relatif. Kontraktor diharuskan untuk mencapai setidaknya nilai C R tertentu . Misalnya, jika tanah tertentu memiliki (Yd) maks = 1,9 gm/cc dan spesifikasi proyek mensyaratkan C R > 80%, maka kontraktor harus memadatkan tanah sampai Yd >1 -52 gm/cc Nilai minimum C R yang dapat diterima , disebutkan dalam spesifikasi proyek adalah kompromi antara biaya dan kualitas.
Tabel 8.3 menunjukkan persyaratan umum pemadatan:
Persyaratan pemadatan tipikal yang ditentukan oleh IRC diberikan dalam tabel 8.4
Tanah dipadatkan berlapis-lapis, ketebalan lepas tidak melebihi 250 mm. Sheep-foot roller dapat memadatkan lift dengan ketebalan longgar sekitar 200 mm. Kelonggaran untuk kehilangan penguapan pada saat pemadatan harus dibuat dalam kisaran 1 % di atas dan 2 % di bawah OMC untuk kadar air setiap lapisan untuk pekerjaan jalan.
Kontrol Ketebalan:
Kontrol ketebalan yang dipadatkan atau tebal angkat memainkan peran penting dalam pemadatan bahan pengisi. Kepadatan kering dari lapisan yang dipadatkan berkurang dengan kedalaman karena ketebalan lapisan yang dipadatkan meningkat. Jadi tanah dipadatkan dalam lapisan tipis dan setiap lapisan dipadatkan sebelum menempatkan lapisan berikutnya. Jika lapisannya tipis, maka udara yang terperangkap dapat dikeluarkan dari pori-pori tanah dengan upaya pemadatan yang kecil.
Jika ketebalan lapisan tidak dikontrol maka ada kemungkinan lapisan lepas terperangkap di dekat antarmuka antara lapisan yang dipadatkan seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.14. Untuk bendungan, ketebalan angkat dibatasi hingga 220 mm di mana rol Pneumatik berat digunakan. Untuk timbunan, tebal angkat dibatasi hingga 150 mm. Ketebalan lapisan tanah dibatasi hingga 300 mm untuk tanah berbutir kasar.
Prosedur perkiraan, yang disarankan oleh D’ Appolonia et al, 1969, untuk menentukan ketebalan lapisan adalah sebagai berikut:
(i) Jumlah lintasan per lapisan pertama kali ditetapkan.
(ii) Dapatkan kurva densitas vs kedalaman relatif, seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.15 (a), untuk jumlah lintasan tetap. Kemudian dari kurva temukan kedalaman di mana pemadatan maksimum tercapai yaitu, d max ditentukan.
(iii) Ketebalan lift penempatan sebenarnya harus cukup kecil sehingga lapisan lepas tidak terperangkap di dekat antarmuka antara lift. Masalah ini dapat dihindari dengan memilih d tidak lebih tinggi dari d max . Gambar 8.15 (b) menunjukkan kurva densitas vs kedalaman relatif untuk penempatan ketebalan lift d sama dengan d max .
(iv) Jika ketebalan pengangkatan penempatan, d secara signifikan kurang dari d max , maka banyak upaya pemadatan yang terbuang.
Pekerjaan Pengawas Tanggul:
Tugas pengawas adalah mengawasi pelaksanaan konstruksi di lapangan dan mengerahkan tenaga dan peralatan yang diperlukan untuk pelaksanaan konstruksi. Supervisor yang baik harus memiliki teknik dan kepercayaan diri untuk memecahkan setiap masalah yang timbul selama konstruksi dan dalam hal apapun tidak boleh membiarkan pekerjaan konstruksi berhenti.
Pekerjaan pengawas tanggul tercantum di bawah ini:
(i) Untuk memiliki pengetahuan tentang berbagai jenis tanah dan sifat-sifat tekniknya.
(ii) Untuk memilih pabrik atau peralatan pemadatan yang sesuai.
(iii) Untuk mengontrol kadar air di lapisan tanah.
(iv) Untuk mengontrol ketebalan lapisan untuk mencapai pemadatan yang tepat.
(v) Untuk menghindari pemadatan yang berlebihan. Pemadatan yang berlebihan kadang-kadang menghasilkan sisi yang licin karena permukaan keruntuhan geser berkembang berdekatan dengan kontak antara tanah dan kaki penggulung. Masalah ini terutama terlihat pada penggulung kaki domba.
(vi) Untuk memiliki pengetahuan tentang pencampuran yang tepat.
(vii) Memiliki pengetahuan yang mendalam tentang kontrol kelembaban yang optimal.
