mekanika tanah i - UIGM | Login Student

UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
1dari 16
Materi I
Karakteristik Tanah
1. Proses pembentukan Tanah
Tanah dalam Mekanika Tanah mencakup semua endapan alam yang berhubungan dengan
teknik sipil kecuali batuan. Tanah dibentuk oleh pelapukan fisika dan kimiawi pada batuan.
Pelapukan fisika yaitu terjadi proses penghancuran dan pengikisan oleh air, angin ataupun es.
Contohnya Lanau dan pasir. Pelapukan kimiawi yaitu proses penghancuran dan pengikisan
karena ada reaksi antara air dengan oksigen dan karbondioksida. Contoh nya Lempung. Proses
kimiawi mengubah mineral batuan menjadi mineral lain yang sifatnya sangat berbeda dengan
mineral asal, mineral proses kimiawi disebut mineral lempung, yang terkenal adalah Kaolinite,
Illite dan Montmorillonite yang mempunyai ukuran < 0.002 mm. Mineral lempung ini
menghasilkan sifat kohesi dan plastisitas.
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
2.
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
Revisi :
00
Hal :
2dari 16
Mineral Lempung
Struktur mineral ini disebut kristalin yaitu molekulnya tersusun sehingga membentuk “kesatuan
dengan bentuk tertentu. Ada dua kesatuan khusus yaitu silica tetrahedron dan alumina
tetrahedron.
Ikatan H
K+
H2O
Ikatan H
Ikatan H
K-
H2O
Kaolinite
Montmorillonite
Illite
Mineral lempung sangat aktif karena dapat mengembang dan menyusut akibat masuk
keluarnya air. Monmorillonite memiliki sifat aktif yang paling tinggi diikuti illite dan kaollinite.
Lempung yang mengandung montmorillonite memiliki sifat teknik yang buruk, khususnya sering
menyebabkan kerusakan pada pondasi gedung akibat pengembangan dan penyusutannya.
Walaupun sifat tekniknya buruk, tetapi ada kondisi dimana diperlukan tanah yang bersifat aktif
tinggi misalnya pada bangunan untuk menahan air seperti bendungan tanah.
3.
Karakteristik dan Deskripsi Tanah
Ukuran partikel tanah beragam antara lebih besar dari 100 mm sampai kurang dari 0.001 mm.
Lanau
Pasir
Kerikil
Lempung
Cobbles
Halus
0.002
0.001
Medium
0.006
0.02
0.01
Kasar
Halus
0.06
Medium
0.2
0.1
0.6
Kasar
2
1
Ukuran Partikrl (mm)
Halus
Medium
6
Kasar
20
10
Boulders
60
200
100
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
3dari 16
Deskripsi tanah sangat dibutuhkan untuk mengetahui komposisi dari tanah selain dari
pengelompokan tanah berdasarkan ukuran partikel diatas, ada juga tanah campuran yang
sering disebut tanah komposit. Penamaan tanah komposit dilakukan dengan cara komponen
yang paling dominan ditulis dalam huruf besar.
Tabel 1. Deskripsi Tanah
KERIKIL sedikit berpasir
KERIKIL berpasir
KERIKIL sangat berpasir
KERIKIL/PASIR
PASIR sangat berkerikil
PASIR berkerikil
PASIR sedikit berkerikil
PASIR(atau KERIKIL) sedikit berlanau
PASIR(atau KERIKIL) berlanau
PASIR(atau KERIKIL) sangat berlanau
PASIR(atau KERIKIL) sedikit berlempung
PASIR(atau KERIKIL) berlempung
PASIR(atau KERIKIL) sangat berlempung
LANAU (atau LEMPUNG) berpasir
LANAU (atau LEMPUNG) berkerikil
Sampai 5% pasir
5 % - 2% pasir
Pasir diatas 20%
Proporsinya sama
Kerikil diatas 20%
5% - 2% kerikil
Sampai 5% kerikil
Sampai 5% lanau
5% - 15% lanau
15% - 35% lanau
Sampai 5% lempung
5% - 15% lempung
15% - 35% lempung
35% - 65% pasir
35% - 65% kerikil
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
(MEKANIKA TANAH I)
Tabel 2 Tipe dan Sifat Tanah
Tabel 3. Karakteristik Tanah
Modul
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
4dari 16
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
4.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
5dari 16
Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah yang telah dikembangkan untuk tujuan rekayasa didasarkan pada sifatsifat indeks tanah yang sederhana seperti distribusi ukuran butiran dan plastisitas.
Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan indeks pengujian yang sangat sederhana untuk
memperoleh karakteristik tanah. Karakterisitik tanah akan menentukan klasifikasi tanah yang
didasarkan atas hasil analisa saringan (dan uji sedimentasi) dan plastisitas.
a. Sistem Klasifikasi Tanah Inggris (British Standard)
Klasifikasi tanah dalam sistem ini berdasarkan persentase lolos saringan pada uji
analisa saringan dan uji batas plastisitas yang digambarkan dalam sebuah grafik.
Gambar 2. Grafik Indeks Plastisitas Berdasarkan sistem British Standard
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
Tabel 4 Penamaan Kelompok Tanah British Standard
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
6dari 16
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Tabel 5. Sistem Klasifikasi Tanah Menurut British Standard untuk tujuan Rekayasa
Hal :
7dari 16
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
8dari 16
b. Sistem Klasifikasi Unified
Sistem ini dikembangkan di Amerika Serikat yang pertama kali diusulkan oleh Casagrande
(1942), kemudian direvisi oleh kelompok teknisi USBR (United State Bureau of Reclamation).
Pada sistem Unified, tanah diklasifikasikan ke dalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika
kurang dari 50% lolos saringan no 200, dan berbutir halus (lanau/lempung) jika lebih dari 50%
lolos saringan no# 200.
Simbol yang digunakan :
S
pasir (sand)
G
kerikil (gravel)
M
lanau (silt) anorganik
C
lempung (clay) anorganik
O
lanau organik/lempung organik
Pt
gambut (peat), muck dan tanah dengan kadar organik tinggi
W
well graded (gradasi baik)
P
poorly graded (gradasi buruk)
L
low plasticity (plastisitas rendah LL< 50)
H
high plasticity (plastisitas tinggi LL> 50)
Sistem ini mengelompokkan tanah ke dalam 2 kelompok besar, yaitu:
1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil) yaitu tanah kerikil dan pasir dimana < 50% berat
total contoh tanah lolos ayak No 200. Yang termasuk dalam kalsifikasi ini adalah kerikil
(gravel) dan pasir (sand).
2. Tanah berbutir halus (fined grained soil) yaitu tanah dimana > 50% berat total contoh tanah
lolos ayakan No. 200, yang termasuk dalam klasifikasi ini adalah lanau anorganik, lempung
anorganik dan lanau/lempung organik.
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
Revisi :
00
Hal :
9dari 16
Tabel 6. Sistem Klasifikasi Tanah Unified
Kriteria Laboratorium
Tanah - tanah
dengan
kandungan organik
sangat tinggi
GW
GP
kerikil begradasi baik, kerikil
berpasir, dengan sedikit atau
tanpa butiran halus
kerikil berlanau, kerikil
berpasir, dengan sedikit atau
tanpa butiran halus
Butiran
halus(%)
Kualitas
0-5
Cu > 4 ; 1 < Cc< 3
0-5
tidak memenuhi syarat
GW
GM
Kerikil berlanau, Kerikil
Berpasir Berlanau
> 12
GC
Kerikil berlempung, Kerkil
Berlempung Berpasir
> 12
SW
SP
Pasir bergradasi baik, pasir
berkerikil, dengan sedikit atau
tanpa butiran halus
Pasir bergradasi buruk, pasir
berkerikil, dengan sedikit atau
tanpa butiran halus
Cu > 6 ; 1 < Cc < 3
0-5
Pasir berlanau
> 12
SC
Pasir berlempung
> 12
CL
OL
MH
CH
Dibawah
garis A
atau PI <
4
Diatas
garis A
dan PI > 7
0-5
SM
ML
Plastisitas
ti dak memenuhi syarat
SW
Dibawah
garis A
atau PI <
4
Diatas
garis A
dan PI > 7
lanau anorganik, pasir halus
berlanau atau berlempung
plastisitas tinggi
Lempung anorganik, lempung
berlanau, Lempung berpasir
plastisitas rendah
Lanau organik dan lempung
berlanau organik plastisitas
rendah
Lanau anorganik plastisitas
tinggi
Lempung anorganik plastisitas
tinggi
OH
Lempung organik plastisitas
tinggi
Ga
mbu
t
P
t
Peat (Gambut), muck, dan tanah dengan kandungan organik tinggi
Catatan
Simbol rangkap dua jika butiran halus 5% - 12%.
Simbol rangkap dua jika diatas garis A da 4 < PI<7
Kerikil
(lebih dari 50% fraksi kasar
lolos ayakan No. 4)
Kerikil
Kerikil dengan
bersih
butiran halus
(hanya
kerikil)
Pasir
lebih dari 50% fraksi kasar
tertahan ayakan No 4
Pasir bersih
Pasir dengan
(hanya
Butiran Halus
pasir)
Lanau dan lempung
(batas cair kurang
dari 50%)
Lanau dan
Lempung
(batas cair lebih
dari 50%)
Tanah Berbutir Halus,
50 % atau lebih lolos ayakan No. 200
Tanah berbutir kasar
Lebih dari 50% butiran tertahan ayakan No. 200
Divisi Utama
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
Revisi :
00
Hal :
10dari 16
c. Sistem Klasifikasi AASHTO
Sistem klasifikasi AASHTO pada umumnya dipakai oleh departemen jalan raya di semua Negara
bagian Amerika Serikat. Pada sistem ini tanah dikelompokkan ke dalam 7 kelompok besar
dengan symbol A1 – A7. Tanah yang diklasifikasikan ke dalam A1 – A3 adalah tanah berbutir
dimana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No. 200. Sedangkan
kelompok yang lainnya adalah tanah dengan butiran dimana leih dari 35% butirannya lolos
ayakan No. 200.
Sistem klasifikasi ini didasarkan pada criteria :
-
Ukuran butiran :
Kerikil : lolos ayakan diameter 75 mm (3inc) dan tertahan pada ayakan No. 20 (2mm)
Pasir : lolos ayakan No. 10 ( 2 mm) dan tertahan ayakan No. 200 ( 0.075 mm)
Lanau dan Lempung : lolos ayakan No. 200
-
Plastisitas
Lanau : PI ≤ 10
Lempung : PI ≥ 11
-
Apabila terdapat batuan (> 75 mm) pada contoh tanah maka batuan tsb dikeluarkan terlebih
dahulu
Tabel 7. Sistem Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO
Klasifikasi umum
Klasifikasi Kelompok
Analisis ayakan
(%lolos)
No. 10
No.40
N0.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks plastisitas (PI)
Tipe material yang
paling dominan
Penilaian sebagai
bahan tanah dasar
A-1-a
Maks 50
Maks 30
Maks 15
Tanah berbutir
(≤ 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No. 200)
A-1
A-2
A-3
A-1-b
A-2-4
A-2-5
A-2-6
Maks 50
Maks 25
Maks 6
Batu pecah, kerikil dan
pasir
Maks 51
Maks 10
NP
Pasir halus
Maks 35
Maks 35
Maks 35
A-2-7
Maks 35
Maks 40 Min 41
Maks 40 Min 41
Maks 10 Maks 10 Min 11
Min 11
Kerikil dan pasir yang berlanau atau
berlempung
Baik sekali sampai baik
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
Analisis ayakan
(%lolos)
No. 10
No.40
N0.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks plastisitas (PI)
Tipe material yang
paling dominan
Penilaian sebagai
bahan tanah dasar
Revisi :
00
Hal :
11dari 16
Tanah lanau – lempung
(≥ 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No. 200)
Klasifikasi umum
Klasifikasi Kelompok
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
A-4
A-5
A-6
A-7
A-7-5*
A-7-6**
Min 36
Min 36
Min 36
Min 36
Maks 40
Maks 10
Maks 41
Maks 10
Maks 40
Min 11
Min 41
Min 11
Tanah berlanau
Gambar 3. Grafik Indeks Plastisitas AASHTO
Tanah berlempung
Biasa sampai jelek
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
12dari 16
d. Sistem USDA (Departemen Pertanian Amerika Serikat)
Sistem klasifikasi ini berdasarkan tekstur tanah, didasarkan pada ukuran batas dari butiran tanah.
pasir: butiran dengan diameter 2,0 sampai dengan 0,05 mm
lanau: butiran dengan diameter 0,05 sampai dengan 0,002 mm
lempung: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,002 mm
Sebagai contoh, apabiht tanah B mempunyai
pembagian ukuran butir : 20% kerikil, 1 0% pasir, 30% lanau, dan 40% lempung, komposisi
tekstural yang dimodifikasi adalah:
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
Jl. Jendral Sudirman No. 629 Km.4 – Palembang
Telp: 0711-322705Fax: 0711-357754
No. Dokumen:
Fakultas Teknik
Prodi Teknik Sipil
SLB.10.3.2
TSI 214
Dosen Pengampu :
Norma Puspita, ST.MT.
Modul
(MEKANIKA TANAH I)
DOKUMEN
ISO 9001:2008/IWA 2
TERINTEGRASI DENGAN
AIPT BAN PT
Revisi :
00
Hal :
13dari 16
Berdasarkan pada persentase butiran yang telah dimodifikasi tersebut, sistem klasifikasi USDA
menunjukkan bahwa tanah B adalah terrnasuk tanah lempung. Tetapi, karena persentase kerikil
yang dikandung oleh tanah B cukup besar, maka tanah tersebut dapat dinamakan sebagai
lempung berkerikil (gravelly clay).