Modul I

BAB I PENDAHULUAN ► Karakteristik dapat ditentukan dari contoh tanah tak terganggu (undisturb soil) dan contoh tanah terganggu (disturb soil). ► Karakteristik

material

utama

tanah

adalah

distribusi

ukuran partikel (gradasi) dan plastisitas, yang digunakan sebagai pedoman penamaan. ► Sedangkan karakteristik material penunjang (sekunder) adalah warna tanah, tekstur, dan komposisi partikel tanah. ► Deskripsi

karakteristik

massa

tanah

harus

meliputi

taksiran kekerasan dan kekuatan, rincian tempat, bidangbidang diskontinuitas, dan batuan asal dari tanah tersebut.

BAB II

1

DASAR TEORI A. PLASTISITAS TANAH ► Plastisitas merupakan karakteristik yang penting bagi tanah yang berbutir halus (< 0,06 mm), karena memberikan gambaran

kemampuan tanah

untuk

berdeformasi pada

volume tetap tanpa terjadi retakan atau remahan.

Sifat ini

umumnya terdapat pada tanah yang banyak mengandung mineral lempung atau bahan organik. ► Konsistensi adalah suatu kondisi fisik tanah berbutir halus pada kadar air tertentu. Berdasarkan pada kadar airnya, maka tanah digolongkan dalam tiga kondisi yaiutu cair, plastis, dan semi padat/padat. Ingat bahwa kadar air dalam tanah akan bervariasi antara tanah yang satu dengan yang lainnya. ► Konsistensi

tanah

bergantung

partikel-partikel

mineral

lempung.

mengakibatkan

naiknya

nilai

pada

gaya

interaksi

Penurunan

antara

kadar

tarik-menarik

air

antar

partikel. Untuk suatu jenis tanah yang akan mencapai kondisi plastis, besarnya gaya-gaya antar partikel harus sedemikian rupa sehingga partikel-partikel tersebut bebas tergelincir relatif terhadap sesamanya, dengan tetap mempertahankan kohesi

diantara

mereka.

Penurunan

kadar

air

juga

mengakibatkan reduksi volume tanah, baik dalam keadaan cair, plastis, maupun semi padat. ► Umumnya tanah berbutir halus (secara alamiah) berada dalam kondisi plastis. Batas atas dan batas bawah dari rentang kadar air dimana tanah masih bersifat plastis disebut batas cair (LL atau WL) dan

batas plastis (PL atau Wp).

Rentang kadar air itu sendiri didefinisikan sebagai indeks plastisitas (PI atau Ip), yaitu :

2

IP

= WL - W P

► Kadar air (w) tanah yang bersifat relatif terhadap batas cair dan batas plastis dapat diwakili oleh indeks kecairan (LI atau IL), dimana : w - WP IL

= ----------------------IP

► Derajat plastisitas suatu fraksi ukuran lempung dinyatakan sebagai

perbandingan

antara

indeks

plastisitas

dan

persentase ukuran butir partikel lempung dalam tanah, yang dikenal sebagai aktivitas. PERHITUNGAN ► Batas Cair 

Hasil-hasil yang diperoleh berupa jumlah pukulan dan

kadar

air

yang

bersangkutan

kemudian

digambarkan dalam bentuk grafik. Jumlah pukulan sebagai absis dalam skala logaritma dan besarnya kadar air sebagai ordinat dalam skala biasa. 

Buatlah garis lurus melalui titik-titik tersebut atau titik berat titik-titik tersebut. Tentukan besanya kadar air pada jumlah 25 pukulan dan kadar air inilah merupakan batas cair dari benda uji.

► Batas Plastis : 

Tentukan kadar air rata-rata pada prosedur (e) sebagai harga batas plastis.

3

ALAT DAN BAHAN ► Batas Cair 

Alat batas cair standart (Atterberg)



Cawan kadar air minimal 4 buah



Alat pembuat alur (grooving tool)



Spatula dengan panjang 12,5 cm



Sendok dempul



Botol tempat air suling



Cawan pengaduk / pelat kaca 45 x 45 x 0,9 cm



Air suling



Neraca dengan ketelitian 0.01 gram



Oven suhu 110oC

► Batas Plastis 

Batang pembanding dengan diameter 3 mm dan panjang 10 cm.

DIGRAM ALIR B. 

KLASIFIKASI TANAH Klasifikasi

tanah

adalah

sistem

pengelompokan

dari

berbagai tanah yang memiliki kesamaan sifat suatu kelompok berdasarkan batasan-batasan tertentu. 

Klasifikasi tekstural o

Tekstur

tanah

sangat

dipengaruhi

oleh

besar

butirnya. sistem klasifikasi tekstural yang dikembangkan oleh

Departemen

Pertanian

Amerika

(USDA)

berdasarkan proporsi dari lanau, lempung dan pasir. 

Klasifikasi untuk keperluan teknik

4

adalah

o

Klasifikasi tanah

untuk

keteknikan tidak

hanya

berdasarkan ukuran butir tetapi perlu memperhitungkan sifat-sifat dasar (fisik) tanah. Sistem Unified (USCS/Unified Soil Clasification System). Klasifikasi

sistem

Unified

memperhatikan

besar

butir,

keseragaman butir dan gradasi butir. Indeks keseragaman butir (coeficient of uniformity) diberikan sebagai : D60 Cu

=

--------------

(semakin besar gradasi, butiran

semakin tidak seragam)

D10

Sedangkan koefisien gradasi butir (coeficient of curvature) dinyatakan dalam : (D30)2 Cc

=

-----------------C60 x D10

dimana : Cu

= koefisien keseragaman butir

Cc

= koefisien gradasi butir

D60 = diameter bukaan dimana 60 % butiran dengan ukuran tersebut atau lebih halus dapat lolos

(dilihat dari

kurva distribusi) D10 = diameter bukaan dimana 10 % butiran dengan ukuran tersebut atau lebih halus dapat lolos

(dilihat dari

kurva distribusi) ► Semakin besar koefisien keseragaman butir dan koefisien gradasi

butir

menunjukkan

semakin

baik

gradasi

semakin buruk pemilahannya dari tanah tersebut.

5

atau

► Untuk tanah berbutir halus maka pengelompokannya juga didasarkan pada sifat plastisitasnya. Dalam hal ini adalah hubungan antara indeks plastisitas dan batas cair dari tanah. BAB III PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN A.

PROSEDUR UMUM

PLASTISITAS TANAH ► Batas Cair : 1.

Letakan 100 gram benda uji yang sudah

disiapkan di dalam cawan pengaduk. 2.

Dengan menggunakan spatula, aduklah benda

uji tersebut dengan menambahkan air suling sedikit demi sedikit, sampai homogen. 3.

Setelah

contoh

menjadi

campuran

yang

merata, ambil sebagian benda uji dan letakkan di atas mangkok

alat

batas

cair,

ratakan

permukaannya

sedemikian rupa sehingga sejajar dengan dasar alat. Bagian yang paling tebal harus sekitar 1 cm. 4. uji

Buatlah alur dengan jalan membagi dua benda dalam

mangkok

alat

dengan

menggunakan

alat

pembuat alur melalui garis tengah pemegang mangkok dan simetris. Pada saat membuat alur posisi alat pembuat alur harus tegak lurus permukaan mangkok. 5.

Putar alat dengan kecepatan 2 putaran per

detik. Pemutaran dilakukan terus sampai dasar alur benda yang bersinggungan sepnajang sekitar 1,25 cm. dan catat jumlah pukulan pada saat itu. 6.

Ulangi prosedur (c) sampai (e) beberapa kali

sampai diperoleh jumlah pukulan yang sama. Jika ternyata pada 3 kali pengulangan prosedur telah diperoleh jumlah

6

pukulan yang sama (kurang lebih), maka ambillah benda uji langsung dari mangkok pada alur, kemudian masukkan kedalam cawan yang tlah disiapkan. Periksalah kadar airnya. 7.

Kembalikan

benda

uji

ke

atas

cawan

pengaduk, dan mangkok alat bats cair dibersihkan. Benda uji diaduk kembali dengan minimal 3 kali berturut-turut dengan variasi kadar air yang berbeda, sehingga akan diperoleh perbedaan jumlah pukulan sebesar 8 - 10. ► Batas Plastis : 1.

Letakkan 20 gram benda uji dalam cawan

pengaduk, kemudian diaduk hingga kadar airnya merata. 2.

Setelah kadar air cukup merata. buatlah

bola-bola tanah dari benda uji seberat 8 gram, kemudian bola-bola tanah itu digiling di atas pelat kaca. Penggilingan dilakukan dengan telapak tangan, dengan kecepatan 80 90 gilingan permenit. 3.

Penggilingan dilakukan terus sampai benda

uji membentuk batang dengan diameter 3 mm. Kalau pada saat penggilingan ternyata sebelum benda uji mencapai diameter 3 mm. sudah retak, maka benda uji disatukan kembali, ditambah air sedikit dan diaduk sampai merata. Jika yang terjadi sebaliknya, diameter 3 mm belum mengalami retak-retak, maka benda uji perlu dibiarkan beberapa saat di udara, agar kadar airnya berkurang sedikit. 4.

Pengadukan

dan

penggilingan

diulangi

terus sampai retakan-retakan itu terjadi tepat pada saat gilingan mempunyai diameter 3 mm.

7

Batang (d) dibagi 3 sama panjang. Periksa

5.

kadar air tiap batang tanah tersebut. KLASIFIKASI TANAH 1) Keringkan contoh tanah, di-oven, kemudian tumbuklah dengan hati-hati (untuk menghindari partikel yang hancur), haluskanlah dengan tangan. 2) Timbang + 100 gram contoh tersebut kemudian ayaklah dengan menggunakan susunan saringan no. 10 s/d no. 200 (saringan yang paling kasar disusun atas yang halus). Kemudian timbang lagi tanah yang tertinggal dalam setiap saringan dan yang lolos dari saringan no. 200. 3) Hitung prosentasi masing-masing besar butir terhadap berat total sampel tanah. 4) Buatlah grafik antara prosentase terhadap besar butir (mm) pada kertas semilog. 5) Tentukan koefisien keseragaman butir (Cu) dan koefisien gradasi butir (Cc) dari grafik tersebut. 6) Lakukan klasifikasi dengan Unified System. 7) Lakukan perhitungan untuk menentukan indeks aktifitas (A). 8) Tentukan perkiraan batas retak (shrinkage limit/SL) dari tanah tersebut dengan cara : 9) Plot hasil perhitungan LL dan PI di diagram plastisitas, kemudian cari titik perpotongan antara garis U dan garis A, dan

tariklah

garis

antara

titik

sampel

dengan

titik

perpotongan kedua garis tersebut (biasanya pada LL = -43,5 dan PI = -46,5), maka perpotongan antara garis yang baru ditarik tersebut dengan sumbu LL adalah batas retak (SL). B.

HASIL PERCOBAAN

8

DESKRIPSI DAN KLASIFIKASI TANAH Lanau pasiran, coklat tua, ukuran butir lanau – pasir halus, membundar tanggung-membundar, bergradasi buruk, tersusun atas fragmen litik bercampur dengan fraksi lanau hingga kirakira 40%, tidak dijumpai akar tumbuhan, agak basah, padat, permeabilitas rendah. Profil

tanah :

Sumur uji

20 cm

berangkal

Horizon A 50 cm

20 cm

pasir

Horizon B

PLASTISITAS TANAH Data Percobaan Batas Cair Kadar Air

Jumlah Pukulan

(%) 40 50

28 25

Grafik Batas Cair 60

Kadar Air

50 40 30 20 10 0 1

10 Jumlah Pukulan

100

9

Batas cair dari benda uji merupakan kadar air pada jumlah 25 pukulan (lihat grafik). Dari grafik didapatkan kadar air untuk batas cair (wL) adalah 50%. Data Percobaan Batas Plastis Diketahui berat awal benda uji 8 gram yang kemudian dibuat bola-bola, lalu digiling dengan telapak tangan dengan kecepatan 80-90 gilingan permenit sampai berdiameter 3 mm (retak). Lalu 3 buah benda uji di oven dan didapatkan beratnya (tanpa air), yaitu: Berat awal

Berat setelah di-

Selisih

Kadar Air

(gram)

oven (gram)

Berat

(%)

(gram) 2.15 0.6 2.2 0.55 2.05 0.45 Total = 6.4 Total = 1.6

2.75 2.75 2.5

21.8 20 18 Total = 59.8

Kadar air rata-rata (wp) = 59.8 % / 3 = 19.9 % Dari perhitungan di atas didapatkan WL = 50 %, dan WP = 19.9 % Indeks Plastisitas ( IP ) = WL - WP = 50 % - 19.9 % = 30.1 % KLASIFIKASI TANAH Persentasi masing-masing besar butir terhadap berat total sample (100 gram) Mesh

Diameter (mm)

Persentase (%)

20

0.841

8.28

40

0.42

49.6

10

Diameter Bukaan D60 → 31.72%

60

0.25

9.76

80

0.177

8.36

100

0.149

3.81

200

0.074

6.46

230

0.0625

13.44

Jumlah

99.71

D30 → 6%

D10 → 9.71%

Grafik persentase terhadap besar butir Diagram Ukuran Butir & Persentase 60

50

Persentase

40

30

Series1

20

10

0 0.01

0.1

1

Ukuran Butir (Mess(mm))

0.067

0.17

0.61

Koefisien keseragaman butir (Cu) dan koefisien gradasi butir (Cc) dari grafik Dari grafik diketahui : D60 = 0.61, D30 = 0.17 dan D10 = 0.067 Cu = D60 / D10 Cu = 0.61 / 0.067 Cu = 9.1

(D30)² Cc = ----------------D60 × D10 Cc = (0.17)² / (0.61 × 0.0067)

11

Cc = 0.029 / 0.041 → Jadi Koefisien keseragaman butir (Cu)

Cc = 0.71

= 9.1

Koefisien gradasi butir (Cc) = 0.71 Derajat Plastisitas atau Indeks Aktifitas (A) adalah perbandingan antara Indeks Plastisitas (IP) dan persentase ukuran butir partikel lempung dalam tanah, A = IP / % lempung A = 30.1 % / 13.47 % A = 2.23

12

BAB IV ANALISIS Sampel tanah yang digunakan pada praktikum ini secara umum dikelompokkan / klasifikasikan dalam tanah berbutir halus karena lebih dari 50% butiran lolos dari ayakan mesh 60 (ASTM). Sampel tanah mempunyai indeks keseragaman butir (Cu) 9.1, dan koefisien gradasi butir (Cc) 0.71 yang menunjukkan butir pada sampel yang relatif seragam dan perubahan besar butir yang tidak terlihat terlalu berubah dengan drastis. Klasifikasi tanah pada sistem klasifikasi ASTM adalah klasifikasi dengan symbol CL (lempung inorganic) yang terdiri dari elemen lanau dan lempung (dengan WL ≤ 50) dan plastisitas sample tanah yang sedang (Ip = 30.1), serta viskositas tanah rendah. Perubahan volume tanah untuk kadar air maksimum tidak akan terlalu besar, maka tanah ini dapat digolongkan pada kondisi semi padat. Kondisi tanah ini pada kondisi plastisnya masih dapat ditoleransi, karena untuk kecenderungan tergelincirnya sangat kecil mengingat rentang kadar airnya tidak terlalu besar (WL < 50). Penurunan kadar air pada tanah (sample) tidak akan menyebabkan

reduksi

volume

yang

terlalu

besar

juga.

Keberadaan tanah ini di lokasi tempat pembangunan sangat cocok untuk menunjang kekuatan berdirinya suatu bangunan. Untuk sejumlah massa tanah yang besar (luas daerah yang besar) akan tidak mudah terjadinya longsor dan ambelasan, mengingat kadar air tanah sample ini rendah.

13

BAB V KESIMPULAN Tanah yang digunakan pada praktikum deskripsi dan klasifikasi tanah adalah tanah semipadat, plastisitas rendah, viskositas rendah, gradasi butir yang sangat buruk, dan didominasi oleh anorganik. Pada praktikum dapat saja terjadi banyak kesalahan yang dapat saja terjadi, seperti terlalu keras menumbuk / menghaluskan sample tanah, sehingga terdapat banyak butiran halus berukuran lempung dan menyebabkan hasil kurang akurat,

serta

penggilingan

kesalahan-kesalahan pada

uji

plastis

kecil

(sampai

lainnya

seperti

diameter

3mm),

penimbangan sampel, dan lain sebagainya. Namun demikian hasil yang diperoleh dari praktikum ini masih dapat ditoleransi untuk dijadikan data dengan hasil yang merujuk pada keadaan sebenarnya dari sampel tersebut.

14