BAB II PEMADATAN TANAH - Aktifitas | Student...
Transcript of BAB II PEMADATAN TANAH - Aktifitas | Student...
PEMADATAN TANAH
Joko Prasetyo, M.Si
DINAMIKA MESIN DAN TANAH
Pemadatan
Bertambahnya berat vol kering oleh beban dinamisshg butir-2 tanah akan merapat & Mengurangi ronggaudara
Yaitu usaha secara mekanik agar butir-butir tanahmerapat. Volume tanah akan berkurang. Volume poriberkurang namun volume butir tidak berubah. Hal inibisa dilakukan dengan cara menggilas ataumenumbuk.
Pemadatan
Terjadi bila diberi tekanan, sehingga tanahcenderung menjadi padat, berarti terjadipeningkatan kerapatannya.
Pemadatan ialah penekanan pada badan tanahtidak jenuh, yang mengakibatkan penguranganfraksi volume udara.
Tanah dan lapisan tanah bisa padat akibat :
a.Komposisi tekstur tanah
b. Kadar air
c. Sifat terbentuknya tanah di lokasi.
d. Kecenderungan mengerutnya tanah liat saatpengeringan
Mekanisme Pemadatan
1.Penekanan pada fase cairan, yaitu air tanah.
2.Penekanan air terkekang.
Terjadi pada saat tanah sangat basah, dimana udaraterperangkap pada kantung-kantung kecil selama fasepembasahan.
Udara lebih dapat ditekan dibanding padatan mineral atau air.
Kepentingan pemadatan : bidang pertanian (contoh : pengolahan tanah untuk meningkatkan penyebaranperakaran tanaman)
Penyebab Pemadatan
Pembajakan dengan traktor roda yang berjalan di atasdasar alur terbuka sehingga tanah akan menjadi lebihpadat dibandingkan pada kedalaman tanah yang lebihbesar.
Praktik pengolahan tanah pada tanah liat, denganperalatan berat saat tanah dalam kondisi basah dankekuatan tanah rendah.
Pengaruh mesin-mesin yang diberikan pada tanaholeh roda dan rantai.
Tekanan Mesin
Besar tekanan yang diberikan pada permukaan tanaholeh kendaraan beroda bergantung pada :
Sifat permukaan tanah
Diameter roda dan rantai kendaraan
Tekanan yang terdistribusi di dalam tanah dandeformasi yang disebabkan oleh tekanan tergantungpada :
1.Pola tekanan permukaan
2. Sifat mekanis atau rheologis tanah pada kedalamantertentu.
Akibat Pemadatan
Terhalangnya gerakan air dan udara di dalam tanahakibat berkurangnya jumlah pori-pori yang besar.
Terhambatnya aerase dan drainase yang mengakibatkan akar mengalami tekanan serentak.
Penelitian Russel dan Goss (1974) : Bila akar barley diberi tekanan yang berasal dari luar sebesar 0,2 bar kecepatan pertambahan perpanjangan akar berkurangsebesar 50% lalu jika tekanan diperbesar menjadi 0,5 bar perpanjangan akar berkurang sebesar 80%.
Dampak Pemadatan Tanah
Dampak Pemadatan Tanah
Non-Compacted Compacted
Pengendalian pemadatan Tanah
Pengolahan tanah minimum
Pengolahan tanah konservasi
Mengurangi pembalikan lapisan tanah atas yang tidakperlu dengan meninggalkan residu tanaman sebagaimulsapelindung di atas permukaan tanah.
Persiapan tempat tumbuh tanaman baris harusdipusatkan pada baris-baris yang sempit tempatpenanaman tanaman baris dilakukan, bukan padaseluruh areal.
Pengendalian Pemadatan melaluiAlat Berat Alat berat (traktor) dirancang dengan
mendistribusikan beban lebih merata di ataspermukaan lintasan, bukan mengkonsentrasikanbeban di bawah roda belakang.
Traktor sebaiknya memiliki gaya tarik dua kali darigaya yang harus dikeluarkan oleh traktor, sehinggapengurangan kebutuhan tarikan batang penarikmemungkinkan berat traktor menjadi lebih ringan.
Pengurangan tekanan angin pada ban
Teknik Pemadatan Tanah padaContoh Tanah1. Memampatkan suatu contoh tanah pada wadah dengan
dinding kokoh dan memberikan beban statis denganalat piston yang terletak pada permukaan contoh tanah(cara paling sederhana).
2. Menerapkan beban dinamis (beban beragam sesuai waktu) dengan menggunakan alat pemukul.
3. Memberikan getaran pada contoh tanah untuk bahangranuler kering (cara paling efektif).
4. Menerapkan kombinasi tegangan tekan dan tegangangeser yang beragam menurut ruang dan waktu (dasar ujiProctor).
Pemadatan tanah biasanya digunakan pada:
pembuatan bendung,
jalan raya,
lapangan terbang
dasar pondasi dsb
Maksud tsb dpt tercapai bila: Pemilihan bahan timbunan
Cara pemadatan
Pemilihan mesin pemadat
Jumlah lintasan
SESUAI
Tanah granuler
Paling mudah penanganannya utk pek lapangan
Kuat gesernya tinggi
Perub vol sedikit settelah dipadatkan
Permeabilitas tinggi
Tanah lanau
Umumnya stabil
Kuat geser cukup tinggi
Sedikit berubah vol
Sangat sulit dipadatkan bila basah, krn permeabilitasrendah
Tanah lempung
Lempung padat, permeabilitasnya rendah
Tanah tdk dpt dipadatkan dgn baik pd waktu sgtbasah/jenuh
Air sulit mengalir ke luar dari rongga lempung
Butiran sulit merapat satu sama lain
Konsolidasi tanah
Pengurangan pelan2 vol pori yg berakibat bertambahnya berat vol kering akibat beban statis yg bekerja dlm periode ttt
Berat Vol Kering: Derajat Jenuh Air:
• Ukuran kepadatan : gk (berat vol kering)
• Makin padat suatu tanah maka nilai γk akan
smakin naik
• Kadar air optimum (w opt) kadar air saat berat vol
kering mencapai maksimum (γd mak)
• Hasil pemadatan tanah dipengaruhi oleh: tenaga
pemadatan dan kadar air tanah
• Tenaga pemadatan ditentukan oleh: berat mesin
gilas, banyaknya lintasan penggilasan, tebal lapisan
Pengaruh kadar air tanah
Tanah kohesif kering merupakan bongkah-bongkahyang sukar dipadatkan.
Jika disiram air menjadi Iunak dan lebih mudahdipadatkan, tapi makin besar kadar air tanah makinmembatasi kepadatan yang dapat dicapai.
Yang dapat berkurang hanya udara, jika volume air lebih besar maka kepadatan maksimumberkurang.
Tanah kenyang air tidak dapat dipadatkan. Padadasarnya, makin basah tanah makin mudahdipadatkan.
Karena air berfungsi sebagai pelumas agar butir-butir tanah mudah merapat. Tapi kadar air yang berlebihan akan mengurangi hasil pemadatanyang dapat dicapai.
Pada pemadatan suatu tanah dengan tenagapemadatan tertentu akan menghasilkanpemadatan terbesar.
Kadar air terbaik tersebut disebut kadar air optimum = Optimum moisture Content = ONC = w opt
Kepadatan terbesar=berat volume keringmaksimum=Maksimum Dry Density=MDD =
γk maks
Percobaan ProctorBdsk besarnya pemadatan ada 2 cara :
Cara standar
Cara berat (modifikasi)
Tujuan: Mencari OMC/w opt dan MDD/ γk maks suatutanah yang dipadatkan dengan cara tertentu. OMC dan MDD diperoleh melalui grafik hubungan antarakadar air (w) dan yk dari hasil pemadatan.
γd = γb / (1+w)
Cara Standar:
Cara modifikasi digunakan pada pekerjaan-pekerjaanlapangan terbang dan jalan raya.
Untuk pekerjaan lain misalnya bendungan, tanggulsaluran, pekerjaan pondasi biasanya dengan carastandar.
Catatan:
Perkiraan nilai OMC dan MDD (standar) adl
OMC : 5% (tanah butir kasar) s/d 35% (lempungplastis), umumnya 15% sampai 25%. MDD : 9.6 (tanah organik) s/d 23.2 (tanah butir kasar well graded) Tanah biasa 12 s/d 16.
Pengaruh Usaha Pemadatan Energi pemadatan per vol satuan (E) :
E = Nb . Nl . W . H
V
Dimana:
Nb = juml pukulan per lapisan
Nl = jumlah lapisan
W = berat pemukul
H = tinggi jatuh pemukul
V = vol mould
Cara Balon Karet
Pemantapan Pemantapan ialah pengurangan ruang pori terisi
udara dengan pengeluaran air tanpa terjadiperubahan massa kadar air.
Pemantapan tanah terbentuk karena pemampatansecara bertahap atau penurunan tanah di bawahpengaruh beban dalam jangka waktu yang lama.
Kepentingan pemantapan : pada bidang keteknikan(contoh : jumlah dan keseragaman pemantapanfondasi untuk kestabilan dan keamanan bangunan)
Konsep Pemantapan Adanya beban yang terdistribusi tidak merata akan
menghasilkan tekanan hidrostatis yang berbeda-bedapada berbagai titik dalam tanah.
Contoh : di dalam tanah air harus mencari jalankeluar melalui pori-pori tanah yang sangat sempit danberkelok-kelok dengan tekanan berbeda-beda.
Pemantapan pada Beberapa FraksiTanah Tanah-tanah granuler sepert pasir padat merupakan
tanah yang palingi tidak dapat ditekan, pemantapanbiasanya terjadi relatif cepat disebabkan permeabilitastanah yang tinggi.
Liat dan tanah bertekstur halus lain, umumnyamemiliki kemampuan total dapat ditekan lebih besartetapi kecepatan pemantapannya akan pelan hinggabeberapa bulan bahkan tahun.
Model Prinsip-prinsip ProsesPemantapan Menggunakan piston berlubang dan berpori
Piston ditekan ke dalam silinder berisi air yang diaturdengan pegas
Saat piston pertama kali dibebani dan sebelum terjadigerakan ke bawah, tekanan yang diberikan disalurkanke air saja.
Selanjutnya begitu air mulai keluar dari piston, dansaaat piston bergerak ke bawah pegas mulaimemendek.
Lanjutan Model Prinsip-prinsipProses Pemantapan Saat proses ini berlangsung, lebih banyak lagi air
keluar dan kontraksi pegas meningkat.
Gerakan ke bawah akan berhenti akhirnya dan akantercapai kesetimbangan statis bila tahan pegas yang tertekan sama dengan gaya ke bawah yang bekerjapada piston.
Selanjutnya seluruh beban akan ditahan oleh pegas, tekanan air yang berlebih dilepaskan oleh aliran air keluar.
Pegas analog dengan matriks tanah, dan air dalamsilinder analog dengan air yang menuju ke pori tanah.
beban
Konsep model yang menggambarkan proses
pemantapan tanah
Joko Prasetyo, MSi.