Cara Pengujian Menggunakan Sand Cone

Dalam pengerjaannya, Teknik Sipil akan selalu berkaitan dengan tanah, karena tanah merupakan tempat berpijaknya seluruh bangunan sipil. Maka daripada itu, diperlukan penelitian terhadap sifat dan kemampuan tanah itu. Salah satunya dengan dilakukannya beberapa pengujian terhadap tanah, baik dilakukan di laboratorium maupun di lapangan.

Adapun pengujian yang dilakukan antara lain; uji vane shear dan pengeboran, sondir, CBR lapangan, DCP, sand cone test, berat isi, kadar air, berat jenis, batas-batas atterberg, kuat tekan bebas, geser langsung, triaxial, konsolidasi, permiabilitas, pemadatan tanah, dan CBR laboratorium.

Sand Cone

Sand cone adalah alat yang digunakan untuk tes pengujian dalam hal ini untuk menentukan kepadatan lapisan tanah di lapangan dengan menggunaka pasir baik itu lapisan tanah atau perkerasan lapisan tanah yang dipadatkan.

Percobaan kerucut pasir merupakan salah satu jenis pengujian yang dilakukan dilapangan untuk menentukan berat isi kering (kepadatan) tanah asli ataupun hasil suatu pekerjaan pemadatan yang dilakukan baik pada tanah kohesif maupun tanah non kohesif.

Nilai berat isi tanah kering yang diperoleh dari percobaan ini biasanya digunakan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan pemadatan di lapangan (degreed of compaction) yaitu perbandingan antara yd (kerucut pasir) dengan yd hasil percobaan pemadatan dilaboraturium.

Percobaan ini biasanya dilakukan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan pemadatan di lapangan yang dinyatakan dalam derajat pemadatan (degree of compaction), yaitu perbandingan antara yd lapangan (kerucut pasir) dengan yd maks. hasil percobaan pemadatan di laboratorium dalam persentase lapangan.

Kerucut pasir (sand cone) terdiri dari sebuah botol plastik atau kaca dengan sebuah kerucut logam dipasang diatasnya. Botol kaca dan kerucut ini diisi dengan pasir Ottawa kering yang bergradasi buruk, yang berat isinya sudah diketahui. Apabila menggunakan pasir lain, cari terlebih dahulu berat isi pasir tersebut. Di lapangan, sebuah lubang kecil digali pada permukaan tanah yang telah dipadatkan. Apabila berat tanah yang telah digali dari lubang tersebut dapat ditentukan (Wwet) dan kadar air dari tanah galian itu juga diketahui, maka berat kering dari tanah (Wdry) dapat dicari dengan persamaan:

Wdry = Wwet / (1 + (w/100))

Dimana:

w = kadar air.

Setelah lubang tersebut digali (tanah asli ditimbang seluruhnya), kerucut dengan botol berisi pasir diletakkan di atas lubang itu. Pasir dibiarkan mengalir keluar dari botol mengisi seluruh lubang dan kerucut. Sesudah itu, berat dari botol, kerucut, dan sisa pasir dalam botol ditimbang. Volume dari tanah yang digali dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

V = (Wch - Wc) / γdry

Dimana:

Wch  = berat pasir yang mengisi kerucut dan lubang pada tanah

Wc   = berat pasir yang mengisi kerucut

Γdry  = berat isi kering (pasir)

Tujuan dari pemadatan adalah untuk memperoleh stabilitas tanah dan memperbaiki sifat- sifat teknisnya, Oleh karena itu, sifat teknis timbunan sangat penting untuk diperhatikan, tidak hanya kadar air dan berat keringnya. Pengujian untuk control pemadatan dalapangan disfesifikasikan dan hasilnya menjadi standar untuk mengontrol suatu royek. Ada 2 spesifikasi untk pekerjaan tanah yaitu:

-        Sfesifikasi dari hasil akhir

-        Sfesifikasi untuk cara pemadatan.

Selain itu test sand cone bertujuan untuk menentukan derajad kepadatan lapangan yang didapat dari presentase perbandingan antara berat isi tanah kering di lapangan (kepadatan kering lapangan) dan berat isi tanah kering pada saat pengujian di laboratorium (kepadatan standar). Pengujian sand cone Biasa digunakan untuk pengujian pada perencaan pondasi atau jalan raya.

Peralatan Dan Bahan

Dalam praktek tes sand cone saudara harus mempersiapkan peralatan dan bahan, adapun peralatan dan bahan tersebut meliputi:

Alat Pengujian Sand Cone

Peralatan:

1)  Kerucut yang dilengkapi dengan kran pengunci

2)  Botol transparan dengan kapasitas 9 kg

3)  Alat perata (Scraper)

4)  Timbangan

5)  Wadah

6)  Oven

7)  Palu

8)  Sekop kecil

9)  Paku

10)Kuas

Bahan

1)  Pasir otawa

2)  Tanah dilapangan

Pasir yang digunakan dalam metoda kerucut pasir (Sand Cone) adalah pasir otawa / kuarsa, alasannya adalah:

1)  Pasir tersebut mudah dialirkan

2)  Gradasinya seragam

3)  Dapat mengisi semua ruang yang kosong

4)  Pasir tersebut benar – benar kering

Baca: Tekban,Macam Dan Jenis-Jenis Pasir

Prosedur Pelaksanaan

Dalam tindakannya yang harus dijalankan dalam pelaksanaan pengujian ini adalah menuruti rujukan yang ada agar selalu memperoleh hasil yang tepat, dibawah ini merupakan serangkaian langkah–langkah dalam pengujian.

1)  Menentukan Volume (isi botol)

a)  Persiapan semua peralatan serta bahan – bahan yang diperlukan dalam pengujian

b)  Timbangan berat botol + corong dalam keadaan kosong (W1)

c)   Buka kran pada corong kemudian isi air kedalam corong sampai penuh

d)  Tutup kembali kran tersebut lalu balikkan botol agar air yang tersisa pada corong keluar.

e)  Timbang berat botol beserta corong yang berisi air (W2)

f)   Tentukan volume botol tersebut dengan rumus:

Vbotol = W2 - W1/Yair

2)  Menentukan Berat Isi Pasir

a)  Keluarkan air dari dalam botol, lalu keringkan botol tersebut

b)  Masukkan pasir ke dalam botol sampai penuh kemudian timbang (W3)

c)   Berat isi pasir diperoleh dengan rumus:

Ypasir = W3 – W1 / Vo. botol

3)  Menentukan Berat Pasir Dalam Corong

a)  Masukkan pasir secukupnya, minimal ½ botol kemudian timbang (W4)

b)  Balikkan botol pada tempat yang rata, buka kran pada corong sehingga pasir mengalir melalui corong

c)  Corong atau kerucut yang telah berisi penuh dengan pasir, bila pasir dalam corong tidak bergerak lagi kunci kembali kran pada corong / kerucut lalu botol ditegakkan kembali

d)  Tentukan berat botol beserta kerucut yang berisi sisa pasir (W5)

e)  Tentukan berat pasir dalam corong = W4 – W5

4)  Menentukan berat isi tanah di lapangan

a) Tentukan lokasi tempat pengujian tanah, bersihkan permukaan dari material – material lain yang dapat menghambat selama pengujian

b)  Ratakan permukaan tanah tersebut, kemudian letakkan plat dasar di atasnya

c)  Buat lubang sesuai dengan diameter pada pelat dasaar dengan kedalaman yang hamper sama dengan diameter lubang

d)  Tanah hasil galian dimasukkan kedalam plastik lalu timbang dan tentukan kadar airnya.

e)  Siapkan botol yang telah berisi pasir ± 2/3 dari tinggi botl lalu timbang (W6).

f)   Letakkan botol diatas lubang dengan posisi kerucut menghadap ke dalam lubang, lalu buka kran kerucut sehingga pasir mengalir mengisi lubang hingga penuh

g)  Timbang sisa pasir dalam lubang dan kerucut (W7)

h)  Hitung berat pasir dalam lubang dan kerucut (W8):

W8 = W6 – W7

i)   Hitung berat pasir dalam lubang (W9):

W9 = W8 – W6

j)   Hitung volume galian:

Vol = Berat Pasir / Ypasir

5)  Pengkalibrasian Cone Set

a) Setelah dicari colume dari botol, air dalam botol dibuang dan botol dikeringkan

b)  Isi botol dengan pasir otawa melalui corong sampai benuh

c)   Usahakan pasir dalam corong jangan sampai kurang dari ½ tinggi corong

d)  Apabila Botol sudah hamper penuh dan pasir dalam corong tidak mengalir lagi, miringkan botol hingga pasir bisa memenuhi semua ruang di dalam sand cone

e)  Tutup keran ketika botol sudah terisi penuh oleh pasir, dan buang pasir yang masih tertinggal di corong

f)   Timbang botol berisi pasir (W2)

g)  Kemudian botol dibalik untuk mencari berat pasir yang ada di corong

h)  Buka kearn dan tunggu hingga pasir berhenti mengalir

i)   Tutup keran ketika pasir sudah berhenti dan timbang botol (W5)

j)   Cari berat pasir dalam kerucut (Wc = W5 – W2)

k)   Kemudian cari berat isi pasir (γ sand) = (W2 - W1) / (W3 - W1)

6)  Pengujian di lapangan

a)  Sebelum ke lapangan, hendaknya botol sand cone disii penuh tanpa menggunakan corong dan timbang (W12)

b)  Timbang nampan (W9)

c)   Letakkan pelat dasar berlubang (bagian dari peralatan sand cone) pada daerah yang akan diuji

d)  Buat lubang galian pada lubang pelat setinggi kira-kira 15 cm

e)  Tanah pada lubang diletakkan pada nampan dan ditimbang (W10)

f)   Kemudian balik botol sand cone di atas pelat berlubang dan buka keran penutupnya

g)  Tunggu hingga lubang terpenuhi

h)  Setelah penuh tutup keran pada corong dan timbang botol berisi pasir sisa pengujian (W13)

i)   Kemudian hitung volume lubang (V hole) = (W12 - W13 - Wc)/γ sand

7)  Pengujian Kadar Air (di laboratorium)

a)  Timbang dahulu cawan kosong (W6)

b)  Ambil sedikit tanah pada nampan dan letakkan di cawan dan timbang (W7)

c)   Oven tanah tersebut selama kurang lebih 24 jam

d)  Timbang lagi cawan setelah di oven (W8)

e)  Hitung kadar air (w) = (W7 – W8) / (W8 – W6) x 100%

Keselamatan Kerja

Sasaran dalam keselamatan kerja adalah segala tempat keja baik di darat atau di dalam tanah maupun udara ataupun pada alat yang digunakan dalam hal ini untuk pengujian kepadatan tanah harus benar-benar diperhatikan dengan tujuan untuk melindungi dari resiko kecelakaan pada saat melakukan percobaan pengujian, menjaga supaya orang – orang yang berada disekitar terjamin keselamatanya, menjaga agar alat yang digunakan aman dan utuh. Berikut peraturan keselamatan kerja dalam pengujian ini:

1)  Baca lembaran kerja (Jobsheet) terlebih dahulu sebelum melakukan pengujian

2)  Pusatkan perhatian pada pekerjaan serta lakukan pengujian dengan penuh kecermatan dan ketelitian.

3)  Gunakanlah pakaian praktek selengkapnya

4)  Gunakan alat dengan benar dan sesuai fungsinya dan hindari sikap ceroboh dalam menggunakan alat uji.

5)  Simpan alat yang telah dipakai pada tempat yang telah disediakan.

6)  Gunakan peralatan sesuai petunjuk prosedur pelaksanaan praktikum dan atas petunjuk pembimbing praktikum.

7)  Gunakan jas labor praktikum dan sarung tangan pada saat pengujian

8)  Periksalah peralatan sebelum dipergunakan

9)  Bersihkan peralatan peralatan sebelum dipergunakan

10)Bersihkan peralatan dan ruang kerja setelah selesai praktikum

Data Percobaan dan Perhitungan

1)  Masukkan data pengujian ke dalam formulir.

2)  Kemudian hitung:

a)  Kepadatan basah

γsoil wet = Berat tanah galian / Volume lubang

b)  Kepadatan kering lapangan

γlap = γsoil wet / (1 + kadar air)

c)   Derajat kepadatan tanah

Dr = γlap / γlab × 100%

γ lab di dapat dari pengujian kepadatan standart (standart proctor).

Masalah–masalah yang dijumpai dalam pengujian destruktif adalah:

1)  Waktu yang lama dalam menetukan kadar air dengan menggunakan oven untuk pengeringan

2)  Penimbunan kembali lubang yang telah digali

3)  Kurangnya perhatian terhadap hal – hal yang kecil, sehingga berat isi yang diukur kurang tepat.

Keuntungan utama dari pengujian tidak destruktif adalah:

1)  Dapat melakukan banyak percobaan dengan tepat.

2)  Langsung mendapat data kadar air.

Kekurangan – kekurangan dari pengujian tidak destruktif adalah:

1)  Harga peralatan yang digunakan cukup mahal.

2)  Kalibrasi yang diteliti akan dibutuhkan pada tanah yang diselidiki.

Itulah yang saya tuliskan serangkaian dari pengujian kepadatan tanah dengan menggunkan alat sand cone, sekarang saya terpikir ketika sudah memaparkan langkah – langkah tersebut, apa harus saya sertakan data hitungan lengkap hasil percobaan tersebut pada tulisan ini, sebagai contoh bagi saudara, untuk lebih jelas dalam segi penyajianya. Untuk itu saya putuskan menyertakanya, berikut untuk lebih jelasnya.

Contoh data pemeriksaan dan hitungan

-        Berat tabung + corong (W1) 870 gram

-        Berat tabung + corong + air (W2) 5460 gram

-        Berat tabung + corong + pasir penuh (W3) 7610 gram

-        Berat tabung + corong + pasir 2/3 h (W4) 4370 gram

-        Berat tabung + corong + pasir sisa (W5) 2380 gram

-        Berat pasir dalam kerucut (W6 = W4 – W5) 1540 gram

-        Berat tanah hasil galian (W7) 3377 gram

-        Berat tabung + corong + pasir sebelum diuji (W8) 5720 gram

-        Berat tabung + corong + pasir sesudah di uji (W9) 1561 gram

Berat isi pasir uji (γsand)

= W2 – W1 / W3 –W1

= 6438 – 1373 / 8440 – 1373

= 0,716 gram/cm²

Berat pasir dalam lubang dan kerucut (W10)          

= W8 – W9

= 8440 – 5740

= 2700 gram

Berat pasir dalam kerucut (W11)    

= (W8 – W9) – W6

= (8440 – 5740) – 1290

= 1410 gram

Volume lobang (Vn)

= W11 / γsand 

= 1410 gram / 0,716 gram.cm

= 1969,27 cm³

Berat isi tanah basah (γsand) 

= W / Vh

= 2510 gram / 1969,27 cm

= 1,274 gram/cm³

Berat isi tanah kering (γd)    

= γd / 1 + w

= 1,274 / 1 + 0,3509

= 0,943 gram/cm³

Derajat kepadatan dilapangan (DR)

= yd field / yd lab × 100%

= 0,943 / 0,1372 × 100%

= 68, 713 %

Demikian semuanya sudah saya tuliskan, semoga setelah membaca dan memahami tulisan ini, diharapkan mahasiswa atau siapapun dapat menentukan kepadatan tanah dan menentukan derajat kepadatan tanah dengan menggunakan alat tersebut. Terimaksih.