Penentuan Klasifikasi Tanah Dengan Pengujian Laboratorium

Tanah menurut Braja M. Das didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang - ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut.

Tanah berfungsi sebagai pendukung pondasi dari bangunan juga sebagai bahan bangunan itu sendiri contoh batu bata. Oleh karena itu diperlukan tanah dengan kondisi kuat untuk menahan beban di atasnya dan menyebarkannya secara merata.

A. SIFAT FISIK TANAH 

Sifat-sifat fisik dari tanah berhubungan erat dengan kelayakan penggunaan tanah, seperti kekuatan daya dukung, kapasitas penyimpanan air dan plastisitas. Hal ini berlaku bilamana tanah digunakan sebagai bahan struktural untuk pembangunan konstruksi jalan raya, bangunan bendungan, pondasi untuk sebuah gedung serta untuk sistem pembuangan limbah.

Untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari tanah, ada beberapa ketentuan yang harus diperhatikan yaitu :

1. Kadar Air

    Kadar Air tanah yaitu perbandingan antara berat air yang terkandung di dalam tanah dengan

    berat kering tanah (satuan persen).

2. Berat Jenis

    Sifat fisik tanah dapat ditentukan dengan mengetahui berat jenis tanahnya dengan cara

    menentukan berat jenis yang lolos saringan No. 200

3. Batas-Batas Atterberg

    Batas Atterberg adalah batas konsistensi dimana keadaan tanah melewati keadaan lainnya dan

    terdiri atas batas cair, batas plastis dan indek plastisitas

a. Batas Cair (liquid limit)

    Batas cair adalah kadar air minimum dimana tanah tidak mendapat gangguan dari luar.

   (Scott.C.R, 1994). Sifat fisik tanah dapat ditentukan dengan mengetahui batas cair suatu tanah,            tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis

    dan keadaan cair.

b. Batas Plastis (Plastic Limit)

    Batas plastis adalah kadar air minimum dimana tanah dapat dibentuk secara plastis, maksudnya

    tanah dapat digulung-gulung sepanjang 3 mm.

   Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara

    keadaan  plastis dan keadaan semi padat.

    Cara kerja batas-batas Atterberg menggunakan standar ASTM D-4318, yaitu :

    1. Nilai batas plastis (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji.

    2. Plastis Indek (PI) dengan rumus PI = LL – PL.

4. Analisa Saringan

    Tujuan dari analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah.

    Caranya dapat dilakukan dengan pengayakan, setelah itu material organik dibersihkan dari sampel       tanah, lalu berat sampel tanah yang tertahan di setiap ayakan dicatat.

    Tujuan akhir dari analisanya adalah memberikan nama dan mengklasifikasikannya,

    sehingga dapat  diketahui sifat-sifatnya.

B. PENGELOHAN DATA DAN ANALISA MEKANIKA TANAH

   Penentuan klasifikasi tanah didasarkan dari semua jenis pengujian yang dilakukan baik di lapangan

   Sondir maupun dari sampel tanah hasil Boring yang dilakukan pengujian di laboratorium Mekanika

   Tanah serta sampel tanah :

   1. Sondir

       Berdasarkan data nilai conus hasil pengujian Sondir dapat diketahui karakteristik tanah yang

       berupa kondisi kepadatannya berdasarkan Meyerhof.

       Sondir yang dilaksanakan sampai dengan tanah keras dengan tekanan conus 150 kg /cm2, atau

       maksimum sampai kedalaman 25 m , sebanyak 10 titik.

   2. Borring

       Tujuan utama dari pembuatan lobang bor adalah untuk mengetahui lebih jelas tentang susunan

       lapisan tanah yang ada dan berapa tebal dari tiap-tiap jenis lapisan tanah yang dijumpai yang

       dikerjakan dengan tenaga manusia ( hand auger ).

    3. Pengambilan Contoh Tanah

        Pengambilan contoh tanah asli dan penelitian laboratorium sebanyak 35 buah sample pada setiap

        sungai (lokasi).

        Pengambilan contoh tanah asli dimaksudkan untuk mendapatkan nilai-nlai sebagai berikut.

        a. Gradasi butir-butir tanah

        b. Batas-batas alteberg

        c. Berat jenis dan berat volume tanah

        d. Permeability test

        e. Kekuatan dan daya dukung tanah

        f. Harga-harga Ø dan C

C. DAYA DUKUNG

    1. Pengujian Sondir

        Besarnya daya dukung tanah berdasarkan hasil pengujian Sondir dihitung dengan menggunakan

        persamaan Meyerhof (1956) untuk jenis pondasi bujur sangkar atau pondasi memanjang dengan

        Lebar (B) > 1.20 meter, sebagai berikut :

2. Pengujian Contoh Tanah Tak Terganggu

   Untuk pondasi dangkal menerus, daya dukung ultimit dihitung dengan persamaan Terzaghi (1943)

  

Berdasarkan hasil analisis terhadap daya dukung tanah maka untuk perencanaan fondasi dapat dianjurkan menggunakan jenis fondasi tertentu.

Berikut diberikan contoh jenis fondasi yang dapat direkomendasi untuk digunakan dalam perencanaan :

1. Bagi Struktur dengan beban ringan, dapat digunakan fondasi batu kali atau telapak dari beton              bertulang dengan kedalaman minimal 1.00 m. Besarnya daya dukung tanah yang diijinkan (daya        dukung keseimbangan tanah izin) sehubungan dengan penurunan maksimum 1” (2.5 cm)   dan 

    faktor keamanan 3 untuk masing-masing lokasi ialah sebagai berikut :

    Lokasi Penyelidikan Tanah :

    a.Untuk kedalaman 1.00 ; qa ~ 5,44 ton/m2

    b.Untuk kedalaman 2.00 ; qa ~ 6,74 ton/m2

    c.Untuk kedalaman 3.00 ; qa ~ 5,10 ton/m2

2.  Bagi struktur dengan beban sedang hingga berat, dapat digunakan fondasi tiang dari 

     beton bertulang/tiang pancang dengan kedalaman -17 s/d -26 m MT.

     Besarnya daya dukung tiang untuk masing-masing lokasi dapat diperkirakan sebagai berikut :

      Lokasi Penyelidikan Tanah :

      a.Untuk diameter 30cm ; qa ~ 25 ton

      b.Untuk diameter 40cm ; qa ~ 43 ton

      c.Untuk diameter 50cm ; qa ~ 65 ton

Sehubungan dengan sifat tanah permukaan yang anorganis, maka tidak perlu perhatian khusus dalam kaitannya dengan reaksi kimiawi. Untuk memperkaku hubungan antara bangunan bagian atas dengan bangunan bagian bawah, disarankan untuk merencanakan sloof fundasi minimal 20 x 40 cm.

Sebelum diadakan pekerjaan substruktur, perlu diadakan ”stripping” dan ’Prakompaksi” terlebih dahulu, agar penurunan yang terjadi sekecil-kecilnya.

Demikianlah penjelasan singkat dari penentuan klasifikasi tanah dengan pengujian laboratorium . Semoga bermanfaat dan Terimah kasih.

Baca Artikel...

Sistem Klasifikasi Tanah

Definisis Tanah menurut Braja M.Das adalah sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia)satu sama lain dan dari bahan-bahan organikyang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair serta gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.

Ada beberapa versi yang menjelaskan sistem klasifikasi tanah dimanan hal ini disebabkan tanah mempunyai sifat-sifat yang bervariasi.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan khusunya dalam bidang mekanika tanah, ada beberapa metode yang mengklasifikasikan tanah, yaitu :

a. Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur.

b. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

c. Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED


A. Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur
Pengaruh daripada ukuran tiap-tiap butir tanah yang ada didalam tanah tersebut merupakan pembentuk testur tanah. Tanah tersebut dibagi dalam beberapa kelompok berdasar ukuran butir: pasir (sand), lanau (silt), lempung (clay). Departernen Pertanian AS telah mengembangkan suatu sistem klasifikasi ukuran butir melalui prosentase pasir, lanau dan lempung yang digambar pada grafik segitiga.

Cara ini tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah yang disebabkan adanya kandungan (baik dalam segi jumlah dan jenis) mineral lempung yang terdapat pada tanah. Untuk dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah perlu memperhatikan jumlah dan jenis mineral lempung yang dikandungnya.


B. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

Sistem klasifikasi tanah sistem AASHTO pada mulanya dikembangkan pada tahun 1929 sebagai Public Road Administration Classification System. Sistem ini mengklasifikasikan tanah kedalam delapan kelompok, A-1 sampai A-7. Setelah diadakan beberapa kali perbaikan, sistem ini dipakai oleh The American Association of State Highway Officials (AASHTO) dalam tahun 1945. Bagan pengklasifikasian sistem ini dapat dilihat seperti pada Tabel 1 dan tabel 2 di bawah ini.

Pengklasifikasian tanah dilakukan dengan cara memproses dan kiri ke kanan pada bagan tersebut sampai menemukan kelompok pertama yang data pengujian bagi tanah tersebut memenuhinya. Khusus untuk tanah yang mengandung bahan butir halus diidentifikasikan lebih lanjut dengan indeks kelompoknya.


C. Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED

Sistem ini pertama kali diperkenalkan oleh Cassagrande dalam tahun 1942 untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang yang dilaksanakan oleh The Army Corps Engineers. Sistem ini telah dipakai dengan sedikit modifikasi oleh U.S. Bureau of Reclamation dan U.S Corps of Engineers dalam tahun 1952. Dan pada tahun 1969 American Society for Testing and Material telah menjadikan sistem ini sebagai prosedur standar guna mengklasifikasikan tanah untuk tujuan rekayasa.


Sistem UNIFIED membagi tanah ke dalam dua kelompok utama:
a. Tanah berbutir kasar adalah tanah yang lebih dan 50% bahannya tertahan pada ayakan No. 200. Tanah butir kasar terbagi atas kerikil dengan simbol G (gravel), dan pasir dengan simbol S (sand).

b. Tanah butir halus adalah tanah yang lebih dan 50% bahannya lewat pada saringan No. 200. Tanah butir halus terbagi atas lanau dengan simbol M (silt), lempung dengan simbol C (clay), serta lanau dan lempung organik dengan simbol O, bergantung pada tanah itu terletak pada grafik plastisitas. Tanda L untuk plastisitas rendah dan tanda H untuk plastisitas tinggi.


Adapun simbol-simbol lain yang digunakan dalam klasifikasi tanah ini adalah :
W = well graded (tanah dengan gradasi baik)
P = poorly graded (tanah dengan gradasi buruk)
L = low plasticity (plastisitas rendah) (LL < 50)
H = high plasticity (plastisitas tinggi) ( LL > 50)

Untuk lebih jelasnya klasifikasi sistem UNIFIED dapat dilihat pada bagan Tabel 1 dan tabel 2 dibawah ini.

Demikianlah penjelasan tentang Sistem Klasifikasi Tanah, semoga bermanfaat terimah kasih.

Baca Artikel...

Ilmu Mekanika Tanah

Mekanika Tanah merupakan bagian dari Geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu Teknik Sipil. Istilah Mekanika Tanah di populerkan oleh Karl von Terzaghi tahun 1925. Melalui buku hasil karyanya yaitu "Erdbaumechanik  auf  bodenphysikalicher  Grundlage" ( Mekanika Tanah bedasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah) yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern dan menjadi dasar bagi studi-studi lanjutan ilmu. Dalam perkembangannya bidang mekanika tanah Terzaghi dikenal sebagai Bapak Mekanika Tanah.

Berikut pembagian Tanah yang terdiri dari tiga fase elemen yaitu: butiran padat (solid), air dan udara. Pada gambar berikut dapat dilihat 3 fase dari elemen tanah.

Hubungan volume-berat :

V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va

Dimana :
Vs = volume butiran padat
Vv = volume pori
Vw = volume air di dalam pori
Va = volume udara di dalam pori


Apabila udara dianggap tidak mempunyai berat, maka berat total dari contoh tanah dapat dinyatakan dengan :

W = Ws + Ww

Dimana :
Ws = berat butiran padat

Ww = berat air


Hubungan volume yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah angka pori (void ratio), porositas (porosity), dan derajat kejenuhan (degree of saturation).

1. Angka Pori
Angka pori atau void ratio (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume butiran padat, atau :

           e = Vv / Vs


2. Porositas
Porositas atau porosity (n) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume tanah total, atau :

          n = Vv / V

3. Derajat Kejenuhan
Derajat kejenuhan atau degree of saturation (S) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air dengan volume pori, atau :

        S = Vw / Vv

4. Kadar Air
Kadar air atau water content (w) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki, yaitu :

        w = Ww / Ws

5. Berat Volume
Berat volume (?) didefinisikan sebagai berat tanah per satuan volume.   ᵞ = w/v


6. Berat spesifik
Berat spedifik atau Specific gravity (Gs) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat satuan butir dengan berat satuan volume.



Batas Konsitensi Tanah

Salah satu seorang ilmuwan berkebangsaan Swedia bernama Atterberg yang berhasil mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir  halus pada kadar air yang bervariasi sehingga batas konsistensi tanah disebut Atterberg Limits.

Fungsi dan kegunaan dari atterberg limits dalam perencanaan yaitu untuk memberi gambaran secara garis besar akan sifat-sifat tanah yang bersangkutan. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek. Tanah yang batas cairnya tinggi biasanya mempunyai sifat teknik yang buruk yaitu kekuatannya rendah, sedangkan compressiblitynya tinggi sehingga sulit dalam hal pemadatanya.

Batas-batas konsistensi tanah dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

1. Batas cair (LL) adalah kadar air tanah antara keadaan cair dan keadaan plastis.

2. Batas plastis ( PL) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis.

3. Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis, dimana tanah tersebut dalam keadaan plastis, atau :

  PI = LL - PL

Indeks Plastisitas (IP) menunjukkan tingkat keplastisan tanah. Apabila nilai Indeks Plastisitas tinggi, maka tanah banyak mengandung butiran lempung.

Klasifikasi jenis tanah menurut Atterberg berdasarkan nilai Indeks Plastisitas dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Demikianlah artikel tentang ilmu mekanika tanah, semoga bermanfaat terimah kasih.

Baca Artikel...

Metode Pengujian Kepadatan Tanah Dengan Proctor Test

Untuk mengetahui karakteristik tanah maka perlu dilakukan pengujian tanah dimana alat yang digunakan yaitu Proctor test dan Sand Cone. Pengujian kepadatan suatu tanah bisa dilakukan secara langsung yaitu dengan membandingkan berat isi kering tanah dilapangan dengan berat isi kering tanah dilaboratorium. Dalam artikel Metode Pengujian Kepadatan Tanah Dengan Proctor Test kita lakukan pengujian kepadatan  tanah di laboratorium.

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat

(butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut. 

Menurut Terzaghi pengertian Tanah yaitu “tanah terdiri dari butiran-butiran hasil pelapukan massa batuan massive, dimana ukuran tiap butirnya dapat sebesar kerikil-pasir- lanau-lempung dan kontak antar butir tidak tersementasi termasuk bahan organik. (Das, 1994).

Persyaratan teknis yang harus dipenuhi dalam pengujian pemadatan tanah yaitu data-data yang didapat dari hasil test harus mendapatkan pengawasan khusus dari pengawas teknis guna menghindari data-data yang salah atau keliruh ketika pelaksanaan pengujian pemadatan tanah yang dilaksanakan dilapangan. 

A. Metode

Metode yang digunakan dalam  Proctor Test disesuaikan dengan peraturan AASHTO T 99 /SNIR-03-1742-1989 (Cara Uji Kepadatan Ringan Untuk Tanah) dan ASTM D698 / SNI-03-1743-1989 (Metode Pengujian Kepadatan berat Untuk Tanah). 

Pelaksanaan pengujian kepadatan tanah didasarkan pada standar perhitungan yang berlaku di Indonesia antara lain: 

1. Metoda Pengujian Kepadatan Lapangan dengan Alat Konus Pasir ( SNI-03-2828-1992 ) 

2. Metode Pengujian kadar air tanah ( SNI-03-1965-1990 ) 

3. Metode Pengujian batas plastis ( SNI-03-1966-1990 ) 

4. Metode Pengujian kepadatan berat untuk tanah ( SN1-03-1743-1989 / ASTM D698 ) 

5. Cara Uji Kepadatan Ringan Untuk Tanah ( SNI-R-03-1742-1989/ AASHTO T99 )

Hasil data-data pemadatan tanah yang didapat baik menggunakan Proctor Test dan Sand Cone Test bisa dipergunakan sebagai bahan acuan untuk pemadatan tanah pada pembangunan irigasi ,pembangunan jalan, jembatan, bangunan gedung, dan lain sebagainya.

Baca Juga : Pengujian kepadatan tanah dengan Sand Cone

Nilai akhir dari pengujian pemadatan tanah dengan Proctor tes yaitu berupa tabel dan grafik yang bisa digunakan hasil perbandingan nilai pemadatan antara di laboratorium dan di lapangan. Juga bisa di jadikan sebagai nilai acuan untuk mengambil nilai derajat kepadatan (D) yang akan diambil dari sampel tanah yang telah di ambil.

B. Material Dan Peralatan 

Peralatan yang digunakan dalam pelaksanaan pengujian kepadatan tanah di Laboratorium antara lain :

1. Material test : Tanah

2. Tabung Mold

3. Proctor test

4. Saringan  

5. Timbangan

6. Alat Penumbuk 

7. Alat perlengkapan lainnya

C. Pelaksanaan Metode

Pelaksanaan pengujian kepadatan tanah dilaboratorium dilakukan sebagai berikut :

1. Material tanah yang telah diambil dari Borrow Area dijemur dibawah sinar matahari selama 2 jam sampai 4 jam atau sampai kering.

2. Tanah yang sudah kering diayak menggunakan saringan sampai halus

3. Kemudian masukan tanah kedalam tabung Mold lalu ditumbuk dan dipadatkan

4. Ratakan permukaan tanah dalam tabung Mold menggunakan alat perata

5. Setelah rata timbang tanah yang masih dalam tabung Mold kemudian dicatat berapa beratnya

6. Setelah ditimbang tanah dalam tabung mold di keluarkan menggunakan alat Proctor test

7. Setelah tanah dikeluarkan dari tabung Mold, kemudian tanah ditimbang lagi dan dicatat berapa beratnya.

8. Setelah ditimbang tanah diambil beberapa bagian kecil lalu dimasukan kedalam wadah kecil untuk dipanaskan kedalam oven.

9. Tanah setelah ditimbang diberi kode dan di masukan kedalam wadah plastik.

Demikianlah secara singkat penjelasan tentang Metode Pengujian Kepadatan Tanah Dengan Proctor Test di laboratorium. Semoga penjelasan diatas dapat bermanfaat bagi teman-teman yang bekerja di laboratorium Teknik Sipil. Terimah kasih.

Baca Artikel...

Pengujian Kepadatan Tanah Dengan Sand Cone

Pengujian kepadatan tanah diproyek biasanya dikerjakan pada suatu pekerjaan timbunan tanah. Timbunan tanah baik itu di konstruksi jalan atau saluran irigasi perlu dilakukan pengujian kepadatan tanah dengan menggunakan alat test Sand Cone.

Sand Cone test merupakan alat yang digunakan untuk pemeriksaan kepadatan tanah di lapangan dengan menggunakan pasir dalam kering, bersih, keras dan tidak memiliki bahan pengikat sebagai parameter kepadatan tanah. Pasir yang digunakan adalah lolos saringan no.10 dan tertahan di saringan no.200. 

Lapisan tanah yang akan di test dengan alat Sand Cone pada proyek sesuai spesifikasi dengan ketebalan tidak boleh lebih dari 30 cm setelah dilapisan tanah dipadatkan dengan alat mesin gilas (vibro).

Peralatan yang digunakan untuk pengujian kepadatan tanah dilapangan dengan alat Sand Cone terdiri dari :

1.Tabung pasir dengan isi kurang lebih 4 liter.

2.Alat Timbangan. 

3.Pelat alas untuk penempatan corong dengan lubang berbentuk lingkaran bergaris tengah 16,51 cm.

4.Corong kalibrasi pasir berdiameter 16,51 cm.

5.Bahan Pasir yang bersifat dalam keadaan kering,bersih dan bebas dari bahan pengikat.

6.Speddy test.

7.Peralatan pendukung lain untuk membuat lubang galian tanah.

Prosedur pelaksanaan pengujian kepadatan tanah dilapangan, kondisi tempat yang akan dijadikan test Sand Cone telah siap, termasuk peralatan Sand Cone dan cuaca kondisi tidak hujan.

Prosedur pengujian dilapangan.

1. Bahan pasir yang telah setujui dimasukan kedalam botol kemudian ditimbang dan dicatat berat pasir.

2. Langka selanjutnya adalah menggali tanah dengan menempatkan plat, dengan kedalamn 15 cm.

3. Tanah dari galian di letakkan dalam wadah plastik

4. Kemudian tanah hasil galian di timbang dan dicatat, kemudian di test dengan menggunakan alat spedy test.

5. Botol yang telah diisi pasir dan yang sudah ditimbang di letakkan dalam 

posisi terbalik pada plat dasar yang telah digali, kemudian kran dibuka hingga pasir memenuhi lubang galian

6. Kemudian kita lihat berapa pasir yang masuk kedalam lobang galian tanah dan pasir yang masih tersisa di dalam botol.

7. Pasir yang masih tersisa dibotol ditimbang serta dicatat berpa berat ( satuan gram ).

Demikianlah penjelasan tentang Pengujian Kepadatan Tanah Dengan Alat Sand Cone. Semoga bermanfaat. Terimah kasih.

Baca Artikel...