Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana 4,5 MODUL 4,5 Klasifikasi Tanah 1. PENGERTIAN KLASIFIKASI TANAH Berbagai usaha telah dilakukan untuk memperoleh klasifikasi umum yang dapat membantu dalam memprediksi perilaku tanah ketika mengalami pembebanan. Metode yang telah dibuat didasarkan pada pengalaman yang diperoleh dalam perancangan fondasi dan riset. Dari sini, tanah fondasi yang ditinjau menurut klasifikasi tertentu dapat diprediksi perilakunya, yaitu didasarkan pada pengalaman di lokasi lain, namun memiliki tipe tanah yang sama. Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompokkelompok dan sub kelompok-sub kelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi memberikan bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat tanah yang bervariasi tanpa penjelasan yang terinci. 2. FUNGSI KLASIFIKASI TANAH Dalam perancangan fondasi, klasifikasi tanah berguna sebagai petunjuk awal dalam memprediksi kelakuan tanah. Engineer akan mempunyai gambaran yang baik mengenai perilaku tanah tersebut dalam berbagai situasi, misalnya selama konstruksi, di bawah beban-beban struktural dan lain lain.
3. Sistem Klasifikasi AASHTO (1929)
Soal : 1. Hasil dari uji analisis distribusi butir suatu tanah adalah sebagai berikut : Presentase butiran yang lolos ayakan No.10 = 100% Presentase butiran yang lolos ayakan No.40 = 58% Presentase butiran yang lolos ayakan No.200 = 58% Batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) dari tanah yang lolos ayakan No.40 adalah 30 dan 10 Klasifikasikan tanah tsb dg cara AASHTO 2. 95% dari berat suatu tanah lolos ayakan no.200 dan mempunyai batas cair 60 dan indeks plastisitas 40. Klasifikasikan tanah tersebut dengan sistem AASHTO 3. Klasifikasikan tanah berikut dengan metode AASTHO
4. Sistem Klasifikasi USCS Dalam sistem klasifikasi tersebut secara garis besar tanah dibagi dalam 2 kelompok : kelompok tanah berbutir kasar dan tanah berbutir halus yang didasarkan material yang lolos saringan nomor 200 (diameter 0,075 mm). Huruf pertama pada pemberian nama kelompoknya, adalah merupakan singakatan dari jenis-jenis tanah berikut : G = kerikil (gravel) S = pasir (sand) M = lanau (silt, hurf M singkatan dari MO, bahasa Skandinavia) C = lempung (clay) O = organik (organic) Pt = gambut (peat) Huruf-huruf kedua dari klasifikasi dinyatakan dalam istilah-istilah : W = gradasi baik (well graded) P = gradasi buruk (poor graded) L = plastisitas rendah (low plasticity) H = plastisitas tinggi (high pasticity)
Soal : 1. Klasifikasikan tanah berikut berdasarkan USCS Tanah A Tanah B LL PL 30 22 26 20
SOAL TUGAS 1. Klasifikasikan berdasrkan AASTHO dan USCS
2. Diberikan data analisa saringan dan data plastisitas untuk tanah berikut : Ukuran Soil 1 Soil 2 Soil 3 Soil 4 Soil 5 saringan No.4 99 97 100 99 23 No.10 92 90 100 96 18 No.40 86 40 100 89 9 No.100 78 8 99 79 5 No.200 60 5 97 70 4 LL 20-124 49 - PL 15-47 24 - PI 5 NP 77 25 NP Klasifikasikan tanah-tanah tersebut menurut system AASHTO dan USCS 3. Diberikan data analisa saringan dan data plastisitas untuk tanah berikut : Contoh soal: Contoh-contoh tanah kohesif yang diambil dari beberapa lokasi pekerjaan, dilihatkan dalam Tabel berikut. Pada tabel tersebut kadar air rata-rata di lapangan yang ditunjukkan dalam kolom 2 diambil dari beberapa contoh tanah. Nilai angka pori pada kondisi kadar air di lapangan diberikan dalam kolom 3, bersama-sama dengan angka pori yang diambil pada saat contoh tanah pada kedudukan bats cair dan batas plastis.
Perhatikan, pada tanah 2, nilai PL bnervariasi menurut kedalaman contohnya, yaitu semakin dalam, nilainya semakin mengecil. Nilai G, dapat dianggap sama dengan 2,65. Penyelesaian : Pada saat tanah jenuh (S = 1) berlaku : e = wg, atau w = e/g Bila kadar air di lapangan (Wn), berkurang dari nilai w = e/g, maka tanah dalam kondisi tidak jenuh. Sebaliknya jika nilai Wn lebih besar dari pada nilai tersebut, berarti tanah di lapangan dalam kondisi jenuh. Tanah 1 : LL = 28% ; PL = 25% ; maka PI = LL PL = 3%. PI sangat rendah, kemungkinan besar tanahnya adalah lanau sedikit kohesif. Kadar air di lapangan Wn = 21%, lebih kecil dari w = e/gs = 0,63/2,65 = 0,24 = 24%, maka tanah di lapangan dalam kondisi tidak jenuh dengan kadar air di lapangan lebih rendah dari pada PL (karena kadar air oada batas plastis PL = 0,66/2,65 = 25%)
Tanah 2 : WN = 38%, sedikit lebih besar dari pada PL maksimum = 36%, jadi tanah di lapangan dalam keadaan plastis. Dari nilai LL = 52% dan PI yang berkisar antara (52 36)% = 16% dan (52 26)% = 26%, menurut grafik plastisitas, tanah termasuk lanau anorganik berkompresibilitas tinggi (MH) (jika tanahnya anorganik). Dari variasi PI yang bertambah dengan kedalamannya, dapat diperkirakan kuat geser tanah ini bertambah jika kedalaman bertambah. Yaitu dengan mengingat korelasi antara kuat geser undrained (tak-terdrainasi) dan PI, cu/po = 0,11 + 0,0037(PI), yang disarankan oleh Skempton (1957) dengan po = tekanan overburden efektif). Tanah 3 : LL = 38% dan PI = 25%, maka PL = (38 25)% = 13%. Dari nilai-nilai LL dan PI, menurut Gambar 1.11 maka diperkirakan tanah termasuk lempung anorganik berplastisitas sedang (CI). Nilai kadar air di lapangan WN = 21%, jadi tanah masih dalam daerah plastis. Dari angka pori e = 0,56, maka tanah dalam kondisi jenuh, karena w = 0,56/2,65 = 21% = WN. Tanah 4 : Dari LL = 19% dan PI = 30%, sedangkan dari kenampakan mata tanah adalah pasir halus, hasil-hasil pengujian laboratorium tersebut harus ditinjau kembali, karena tanah pasir tidak akan mempunyai PI = 30%. Tanah di lapangan mungkin dalam kondisi sangat basah, karena WN = e/gs = 0,52/2,65 = 19,6 > LL = 19%. Jadi, tanah di lapangan pada kedudukan kadar air yang melebihi batas cairnya. Tanah 5 : Dari angka pori pada kedudukan batas plastis e = 0,85 = w/gs, diperoleh kadar air pada batas plastis PL = 0,85/2,65 = 32%. Kadar air di lapangan WN = 35%, lebih besar dari bats plastisnya maka tanah dalam kondisi plastis. PI = LL PL = (62 32)% = 30%. Jika PI dan LL diplot pada grafik plastisitas, maka akan jatuh di dekat batas antara lanau kompresibilitas tinggi (MH) dan lempung plastisitas tinggi (CH). Untuk perancangan fondasi, maka perlu dilakukan uiji konsolidasi.
Contoh Soal: Hasil-hasil analisis ukuran butir dari 5 tipe tanah yang disertai dengan klasifikasi tanah menurut MIT. Bagaimana interpretasi yang dapat diberikan dari masing-masing kurvanya? Penyelesaian : (a) Tanah SC : Kurva ini memperlihatkan tanah dengan kira-kira 25% berupa kerikil. Kuravanya banyak berada pada daerah pasir dengan sedikit kandungan lanau (kira-kira 6%) dan kandungan lempung 15%. Campuran pasir dan lempung yang demikian dapat saling mengikat dan dapat dipadatkan dengan baik. (b) Tanah CH Terdiri dari material lempung sebanyak 60%. Pada umumnya, jika tanah semakin halus, kurvanya akan semakin ke kanan. Walaupun 40% lebih kasar dari butiran lempung, tanah nampak bersifat sebagai tanah lempung. Pada kenyataannya, tanah dengan 30%
lebih butiran lempung, diharapkan berperilaku seperti lempung. Karena konsentrasi butiran halusnya tinggi, maka tanah ini berplastisitas tinggi. (c) Tanah ML Kira-kira 70% dari material ini berada pada tanah pasir, terutama pada daerah pasir halus. Material sisanya adalah ukuran lanau. Tanah ini dapat dikatakan sebagai pasir berlanau atau pasir halus berlanau, karena kurva tercuram pada bagian pasir halus. (d) Tanah SF Tanah ini berada pada interval pasir dan lanau. Kira-kira 60% terdiri dari pasir halus, lanau, dan lempung, dengan kira-kira 30% berupa lempung. Tanah ini berupa pasir yang banyak mengandung butiran halus, jadi dapat dinyatakan sebagai pasir berlempung. (e) Tanah GP : Kira-kira 75& dari berat material terdiri dari butiran yang lebih besar 6 mm. Kurvanya menurun tajam, menunjukkan banyaknya butiran berukuran lebih besar dari 6 mm. Sebaliknya, pada kurva selanjutnya, kemiringan kurva kelihatan landai yang berarti kekurangan butiran-butiran pada ukuran tersebut. Tanah ini termasuk tanah berbutir kasar dan dapat dinyatakan sebagai kerikil berpasir. Sumber : a. Braja M.Das, Noor Endah, Indrasurya B Mochtar, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), jilid 1, Erlangga b. Craig. R.F, Budi Susilo, Mekanika Tanah, Erlangga1989 c. Holtz & WD Kovacs, An Introduction to Geotechnical Engineering. d. Joseph E.Bowlesh, Physical and Geotechnical Properties of Soils, McGraw Hill,1984. Soal : 1. Dari percobaan penentuan batas cair (LL) suatu contoh tanah berbutir diperoleh data sebagai berikut A) Jumlah ketukan Kadar air % 15 77 18 74
20 30 37 45 72 65 61 59 B) Jumlah ketukan Kadar air (%) 16 58.0 20 56.6 30 54.0 50 50 a. Tentukan batas cair (LL) untuk tanah A maupun tanah B. b. Jika plastic limit = 33% untuk tanah A dan 40 % untuk tanah B, maka klasifikasikan tanah tersebut menurut USCS dan AASTHO 2). 30% Diberikan data analisa saringan dan data plastisitas untuk tanah berikut : Ukuran saringan Soil 1 Soil 2 Soil 2 Soil 4 No.4 99 97 100 99 No.10 92 90 100 96 No.40 86 40 100 89 No.100 78 8 99 79 No.200 60 5 97 70 LL 20-124 49 PL 15-47 24 PI 5 NP 77 25 Soil 5 23 18 9 5 4 - - NP Klasifikasikan tanah-tanah tersebut menurut system AASHTO dan USCS