Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana | 1 |
MODUL 1
Sifat - Sifat Indeks Tanah
1. PENGERTIAN DASAR |
1.1. PENGERTIAN 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 organic 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.
Ilmu Rekayasa Tanah (Soil Engineering)
Merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika tanah dan problema praktisnya.
1. 2. JENIS DAN UKURAN PARTIKEL TANAH
Tanah berasal dari pelapukan kimia / fisik pada pada batuan. Yang hal itu sangat mempengaruhi perilaku engineeringnya.
Tanah merupakan campuran dari partikel-partikel yang terdiri dari salah satu/ seluruh jenis berikut :
- Berangkal (boulder) : batuan yang besar (> 250 mm - 300 mm)
- Kerikil (gravel) : 5 mm - 150 mm
3. Pasir (sand) : 0,0074 mm - 5 mm.
Mulai dari pasir kasar sampai dengan pasir halus.
- Lanau (silt) : 0,002 mm - 0,0074 mm
- Lempung (clay) : < 0,002 mm dan kohesif
- Koloid : partikel mineral yang diam
Tabel 1.1. Penggolongan tanah oleh beberapa lembaga berdasarkan ukuran butir.
1. 3. SIFAT-SIFAT KHUSUS PADA TANAH
- Tingkat empiris tinggi dan lebih berseni disbanding ilmu lain. Pada jarak yang berbeda sifat-sifat tanah bisa berbeda.
- Tanah adalah material yang heterogen.
- Tanah adalah material yang non linear.
- Tanah adalah material yang tidak konservatif, yaitu mempunyai memori apabila pernah dibebani. Hal ini sangat mempengaruhi engineering properties tanah.
Dengan mengenal dan mempelajari sifat-sifat tersebut, keputusan yang diambil dalam perancangan akan lebih ekonomis.
Karena sifat-sifat tersebut maka penting dilakukan penyelidikan tanah (soil investigation) yang terdiri dari : Uji laboratorium dan uji lapangan
Soil investigation dilakukan untuk tiap lokasi proyek yang akan didirikan struktur bangunan. Soil investigation yang dilakukan biasanya terdiri dari :
Pengujian lapangan :
1. Sondir
2. Bor dan SPT (Standart Penetration Test)
Pada uji pengeboran juga dilakukan pengambilan sampel tanah untuk diuji di laboratorium antara lain : kadar air, kepadatan tanah dsb
Adapun contoh hasil resume uji laboratorium sebagai berikut :
Tabel 1.2. Resume Hasil Uji Laboratorium
1. 4. TEKSTURE TANAH dan KARAKTERISTIK LAIN PADA TANAH
- Teksture adalah bagian solid / padat pada massa tanah terdiri secara primer dari partikel mineral & bahan organik dalam ukuran yang bervariasi dan jumlahnya bervariasi.
- Teksture tanah tergantung pada ukuran relatif dan bentuk partikel. Gravel atau sand lebih kasar daripada silt dan clay.
- Pada tanah berbutir kasar, teksture mempunyai hubungan erat dengan perilaku engineering. (Merupakan dasar dari klasifikasi tanah)
- Untuk tanah berbutir halus , pengaruh yang penting adalah kehadiran air.
Tabel 1.1. Teksture dan Karekteristik Lain pada Tanah
Nama Tanah | Gravel, Sand | Silt | Clay |
Grain size | Berbutir kasar Butiran tampak mata | Berbutir halus Butiran tunggal tidak tampak mata | Berbutir halus Butiran tunggal tidak tampak mata |
Karakteristik | Non kohesif Non plastis Berbutir | Non kohesif Non plastis Berbutir | Kohesif Plastis |
Pengaruh air pada perilaku engineering | Relatif tidak penting (kecuali : material berbutir, lepas dengan pembebanan dinamis) | Penting | Sangat Penting |
Pengaruh distribusi ukuran butir pada perilaku engineering | Penting | Relatif tidak penting | Relatif tidak penting |
2. KOMPOSISI TANAH DAN HUBUNGAN ANTAR FASE |
- Tiap massa tanah terdiri dari kumpulan partikel padat dengan rongga di antaranya.
- Rongga dapat diisi air udara, sebagian air dan udara.
- Partikel tanah padat adalah butiran tanah padat dengan mineral yang berbeda-beda.
Volume solid /butiran (Vs)
Total volume tanah /Vt
Volume water/ air (Vw)
Volume void / pori (Vv)
Volume air/ udara (Va)
Penyajian ketiga komponen tanah tersebut dapat digambarkan dalam diagram fase , sebagai berikut :
· Perbandingan Volumetric
1. void ratio e, 
, 0 < e < ~
sands : 0,4 s/d 1,0
clays : 0,3 s/d 1,5
2. porositas n , 
, 0 < n < 100%
dan 
3. Derajat kejenuhan S, 
Tanah kering, S = 0%
Jika pori berisi jenuh air, S = 100%
· Perbandingan Massa
Kadar air w, 
Perhitungan kadar air dihitung di laboratorium (ASTM D : 2216(1980 ))
· Perbandingan yang menghubungkan sisi Volumetric dan sisi Massa
Densitas/ kepadatan Á
Besar Á akan tergantung bagaimana air tejadi dalam rongga, dan berbeda pada tiap-tiap jenis tanah. Ada 3 harga Á yang berguna dalam mekanika tanah.
Dry density/ kepadatan kering : 
Saturated density/ kepadatan jenuh : 
( Va = 0, S= 100%)
Submerged density/ kepadatan tercelup : Á’= Ásat - Áw
Contoh Soal :
1. Given :
- density = 1,76 t/m3, density of solid = 2,7 t/m3
- water content = 10%
Required :
Compute : dry density, void ratio, porosity, degree of saturation, saturated density
2. Volume total suatu spesimen tanah adalah 80.000 mm3 dan beratnya 145 g, sedang berat keringnya adalah 128 g. Kepadatan butir tanah tanah adalah 2,68. Berdasarkan informasi tersebut, hitunglah :
- kadar air d) derajat kejenuhan
- void ratio e) kepadatan kering
c) porositas f) kepadatan jenuh
2.1. Pengujian Kadar Air (laboratorium)(ASTM D : 2216(1980 )
Kegunaan :
Untuk menentukan kadar air tanah yaitu perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah. Dinyatakan dalam prosen
Prosedur Pelaksanaan :
n Tanah yang akan diperiksa ditempatkan dalam cawan yang bersih dan telah diketahui beratnya
n Cawan dan isinya ditimbang dan beratnya dicatat
n Cawan dan tanah basah dimasukkan di oven pengering sampai beratnya konstan.
n Keluarkan dari oven, kemudian dinginkan dalam desikator.
n Setelah dingin ditimbang beratnya dan dicatatat
Perhitungan :
n Berat cawan + tanah basah = W1 gram
n Berat cawan + tanah kering = W2 gram
n Berat cawan kosong = W3 gram
n Berat air = (W1-W2) gram
n Berat tanah kering = (W2-W3) gram
n Kadar air = (W1-W2) / (W2-W3) x 100%
Contoh Soal :
n A sample of wet soil in a drying dish has a mass of 462 g. After drying in an oven at 110 C overnigth, the sample and dish have a mass of 364 g. The mass of the dish alone is 39 g
n Required
Determine the water content of the soil.
Soal Tugas :
a) Apa yang dimaksud dengan indeks properties dan engineering properties pada tanah, dan bagaimana kita dapat menentukan parameter tersebut ? Jelaskan.
b) Setelah menentukan indeks dan engineering properties di atas, apakah guna selanjutnya ?
c) Dari data tersebut (table 1.2), sebutkan mana saja parameter yang merupakan index propesties dan mana yang merupakan engineering properties tanah.
d) Dari data tersebut, prediksikan keadaan alami tanah di lapangan.
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.
Oleh ; Desiana Vedianti
