5. MEKANIKA TANAH

Tanah didefinisikan sebagai material
yang terdiri dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat yang tidak
tersementasi (terikat secara kimia) satu
sama lain 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.
Ilmu Mekanika Tanah (Soil Mechanics):
Adalah cabang ilmu pengetahuan yang
mempelajari sifat fisik dari tanah dan
kelakukan massa tanah tersebut bila
menerima bermacam-macam gaya.
 Himpunan
mineral, bahan organik, dan
endapan-endapan yg relatif lepas (loose)
yg terletak di atas batuan dasar
(bedrock)
 Proses pelapukan batuan atau proses
geologi lainnya yg tjd di permukaan
bumi emmbentuk tanah
 Pembentukan tanah : - proses fisik
- proses kimia
 Erosi
 Angin
 air,
 Es
 Manusia
 Perubahan
suhu / cuaca
 Tanah
hasil pelapukan yg msh berada di
tempat asalnya
 Tanah terangkut (transported soil) : tanah
yg sudah berpindah tempatnya
 Lempung: jenis tanah yg bersifat kohesif
dan plastis
 Pasir : tanah yg tdk kohesif dan tdk
plastis
 Lihat gbr klasifikasi butiran tanah pada
Hardiyatmo (2006:2)
 Ukuran
partikel tanah bervariasi dari 100
mm << hingga <<0,001 mm
 Batas-batas interval ukuran dikeluarkan
oleh: Unified Soil Clasification System,
ASTM, MIT & International Nomenclature
 ilmu
yang akan mendasari analisis dan
desain perencanaan suatu pondasi.
 Mekanika tanah adalah ilmu yang
mempelajari perilaku tanah dan sifatnya
yang diakibatkan oleh tegangan dan
regangan yang disebabkan oleh gayagaya yang bekerja.
 Sedangkan Teknik
Pondasi merupakan
aplikasi prinsip-prinsip Mekanika Tanah
dan Geologi., yang digunakan dalam
perencanaan dan pembangunan pondasi
seperti gedung, jembatan, jalan,
bendung dan Iain-lain.
 Oleh karena itu perkiraan dan
pendugaan terhadap kemungkinan
adanya penyimpangan di lapangan dari
kondisi ideal pada mekanika tanah
sangat penting dalam perencanaan
pondasi yang benar.
(1) Tanah berbutir kasar adaiah tanah yang
sebagian besar butir-butir tanahnya
berupa pasir dan kerikil.
(2) Tanah berbutir halus adaiah tanah yang
sebagian besar butir-butir tanahnya
bertipe lempung dan lanau.
(3) Tanah organik adaiah tanah yang cukup
banyak mengandung bahan-bahan
organik.
(1) Tanah Kohesif: adaiah tanah yang mempunyai
sifat
lekatan antara butir-butirnya. (tanah
lempungan
= mengandung lempung cukup
banyak).
(2). Tanah Non Kohesif : adaiah tanah yang tidak
mempunyai atau sedikit sekali lekatan
antara butir-butirny a. (hampir tidak
mengandung lempung misal pasir).
(3). Tanah Organik : adaiah tanah yang sifatnya
sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan
organik. (sifat tidak baik).
 Segumpal
tanah dpt tdr dr 2 atau 3
bagian
 Tanah kering (2 bagian) butir2 tanah dan
pori2 udara
 Tanah yg jenuh (2 bag): bag.
padat/butiran & air pori
 Tanah yg tdk jenuh (3 bag): bag padat
(butiran), pori2 udara & air pori
W
= Ws +Ww
 V = Vs + Vw + Va
 Vv = Vw + Va
 Berat
udara (Wa) = 0
 Hubungan2 volume yg sering digunakan
dlm mekanika tanah : kadar air (w), angka
pori (e), porositas (n), & derajat kejenuhan
(S)
 Kadar air (w) = (Ww / Ws) . 100%
W = Ww +Ws +Wa (dgn Wa = 0), bila Vol udara
(Va )= 0, mk tanah menjadi jenuh
• Berat vol kering (γd) :
Macam tanah
Berat jenis (Gs)
Kerikil
2,65 - 2,68
Pasir
2,65 - 2,68
Lanau anorganik
2,62 - 2,68
Lempung organik
2,58 - 2,65
Lempung anorganik
2,68 - 2,75
Humus
1,37
Gambut
1,25 - 1,80
Keadaan Tanah
Derajat kejenuhan (S)
Tanah kering
0
Tanah agak lembab
> 0 - 0,25
Tanah lembab
0,26 - 0,50
Tanah sangat lembab
0,51 - 0,75
Tanah basah
0,76 - 0,99
Tanah jenuh air
1
a.
Perbedaan Batu dan Tanah
Batu merupakan kumpulan butir- butir mineral alam yang
saling terikat erat dan kuat. Sehingga sukar untuk
dilepaskan. Sedangkan tanah merupakan kumpulan butir
butir min al alam yang tidak melekat atau melekat tidak
erat, sehingga sangat mudah untuk dipisahkan. Sedangkan
Cadas adalah merupakan peralihan antara batu dan tanah.
b.
Jenis-Jenis Tanah Fraksi-fraksi tanah
(Jenis tanah berdasarkan ukuran butir)
(1). kerikil (gravel) > 2.00 mm
(2). pasir (sand)
2.00 — 0.06 mm
(3). lanau (silt) 0.06 — 0.002 mm
(4). lempung (clay) < 0.002 mm

Pengelompokan jenis tanah dalam praktek berdasarkan
campuran butir






(1). Tanah berbutir kasar adalah tanah yang sebagian besar
butir-butir tanahnya berupa pasir dan kerikil.
(2). Tanah berbutir halus adalah tanah yang sebagian besar
butir-butir tanahnya berupa lempung dan lanau.
(3). Tanah organik adalah tanah yang cukup banyak mengandung
bahan-bahan organik.

Pengelompokan tanah berdasarkan sifat lekatannya








(1). Tanah Kohesif : adalah tanah yang mempunyai sifat lekatan antara
butir-butirnya. (tanah lempungan = mengandung lempung cukup
banyak).
(2). Tanah Non Kohesif : adalah tanah yang tidak mempunyai atau
sedikit sekali lekatan antara butir-butirnya. (hampir tidak
mengandung lempung misal pasir).
(3). Tanah Organik : adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi
oleh bahan-bahan organik. (sifat tidak baik).
 Ilmu
ini mempelajari sifat-sifat tanah
melalui serangkaian percobaan
laboratorium dan percobaan di lapangan:
 Percobaan
di lapangan
 Pengambilan contoh dan benda uji tanah
 Pendataan lapisan dengan cara pengeboran
 Uji CPT atau Sondir
 Uji Tekan Pelat
 Uji kepadatan tanah di lapangan
 Uji Permeabilitas sumur
 Uji SPT (Standard Penetration Test)
 Uji DCP
 Uji Kekuatan Geser Tanah di lapangan,
dengan menggunakan Uji Baling-Baling



Percobaan di laboratorium
Distribusi Butiran Tanah,
untuk tanah berbutir besar digunakan Uji Ayak (Sieve
Analysis), untuk tanah berbutir halus digunakan
Uji Hidrometer (Hydrometer).
Berat JenisTanah (Specific Grafity) KerapatanTanah (Bulk Density) dengan
menggunakan Piknometer.
Kadar Air (Water Content)
Angka Pori (Pore Ratio) dan
Kejenuhan Tanah (Saturation Ratio;)
Permeabilitas(Permeability)
 Konsolidasi
(Consolidation Test)
 Uji
Kekuatan Geser Tanah, di laboratorium
terdapat tiga percobaan untuk menentukan
kekuatan geser tanah, yaitu:
 1. Percobaan Geser Langsung (Direct Shear Test,),
 2 Uji Pembebanan Satu Arah (Unconvined Test)
3 Uji Pembebanan Tiga Arah (Triaxial)
 Uji
Kemampatan dengan menggunakan Uji Proctor
1)
Pd kondisi di lap, tanah mempunyai vol
10 cm3 & berat basah 18 gram. Berat
tanah kering oven adl 16 gram. Jika
berat jenis tanah Gs=2,71. Hitung: kadar
air (w), berat vol basah (γb), berat vol
kering (γd), angka pori (e), porositas
(n), dan derajat kejenuhan (S). Catt:
berat vol air 1 gr/cm3
2) Data dr pengujian di lab pd benda uji
jenuh menghasilkan angka pori e = 0,45
dan berat jenis Gs = 2,65. Untuk keadaan
ini, tentukan berat vol basah (γb) dan kadar
airnya !
3) Dari lokasi pengambilan bahan timbunan,
diperoleh data bahwa angka pori tanah tsb
e=1,2. Jika jumlah material yg dibutuhkan
utk timbunan 15000 m3 dgn angka pori e
=0,8. Berapakah juml material yg harus
disediakan pd lokasi pengambilan ?
4) Proyek bendungan memerlukan tanah
padat 200000 m3 dgn angka pori e=0,60.
Dari peta terlihat 2 lokasi yg
memungkinkan utk pengambilan tanah ini.
Dari survei di kedua lokasi diperoleh data
sbb:
Lokasi
pengamb
ilan
Angka
pori (e)
Upah
angkutan per
m3
I
0,90
Rp. 3000
II
1,65
Rp. 2500
Pilihlah tempat pengambilan yg lebih
ekonomis
 Kerapatan
relatif (%);
Dr = γd(max) . γd - γd(min)
γd
γd(max) - γd(min)
 Kepadatan relatif (Rc):
Rc = γd / γd(max) =
Ro
= 80 + 0,2
. Dr
1 - Dr . (1-Ro)
Bila tanah terendam air, berat vol apung /
berat vol efektif dinyatakan sbg γ' dengan :
γ' = (Gs - 1) . γw = γ sat - γw
1+e
γw = 1t/m3 atau 9,81 kN/m3
 Kerapatan relatif (Dr):


γd (max) = Gs. γw atau e(min) = Gs. γw
-1
1+e(min)
γd(max)
e(max) = Gs. γw 1
γd(min)
 Berat
vol basah / lembab:
γb= Gs.γw . (1+w)
1 +e
 Berat vol jenuh air (S=100%)
γ sat = γw . (Gs + e)
1+e