ATTERBERG & KLASIFIKASI

31
Atterberg Limits (Batas-batas Atterberg)

Transcript of ATTERBERG & KLASIFIKASI

Page 1: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Atterberg Limits(Batas-batas Atterberg)

Page 2: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Atterberg Limits (Batas-batas Atterberg)

Apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat diremas-remas tanpaa menimbulkan retakan. Sifat kohesif ini disebabkan karena adanya air yang terserap di sekeliling permukaan dan partikel lempung Atterberg mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat Konsistensi Tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat dipisahkan ke dalam empat keadaan, yaitu: padat, semi padat, plastis dan cair, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut:

Air bertambah

Padat (solid) Semi padat Plastis Cair

Shrinkage limit Plastis limit Liquid limit (Batas Susut) = SL/WS (Batas Plastis) (Batas Cair) = LL/WL = PL/WP

Page 3: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Batas Cair (Liquid Limit) = LL/WL

Batas cair adalah, kadar air tanah yang dinyatakan dalam persen dan tanah yang dibutuhkan untuk menutup goresan yang berjarak 0,5 inci (1,27 cm) sepanjang dasar contoh tanah di dalam mangkok pada 25 pukulan (N blows), yang dilakukan dengan alat casagranda. (lihat gambar).

Karena sulitnya untuk menepatkan 25 pukulan tepat tanah berimpit sepanjang 0,5 inci, maka perlu dilakukan paling tidak 4 percobaan dengan kadar air yang berbeda-beda, sehingga didapatkan 4 jumlah pukulan yang berbeda pula. Dari empat peercobaan tersebut diharapkan di bawah 25 pukulan 2 contoh dan di atas 25 pukulan 2 contoh. Selanjutnya dari 4 percobaan tersebut digambar hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan (N blows) pada kertas semi log, hubungan antara kadar air dan log N dapat dianggap sebagai suatu garis lurus, garis lurus tersebut dinamakan sebagai kurva aliran (flow curve). Kadar air yang bersesuaian dengan N = 25, yang ditentukan dari kurva aliran adalah kadar air dari tanah yang bersangkutan. Kemiringan dari garis aliran (flow line) didefinisikan sebagai indeks aliran (flow index) dan dapat ditulis sebagai berikut:

If = (wl –w2) / log (N2/N1)

Page 4: ATTERBERG & KLASIFIKASI
Page 5: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Jumlah Ketukan ( N ) 12 20 30 36

No. Cawan 1 2 3 4 5 6 7 8

Berat Cawan (gr)

Berat Cawan+Tanah Basah (gr)

Berat Cawan+Tanah Kering (gr)

Berat Air (gr)

Berat Tanah Kering (gr)

Kadar Air (%)

Kadar Air Rata-rata (%) 70 60 52 44

Tabel Perhitungan Batas Cair (LL)

Page 6: ATTERBERG & KLASIFIKASI

0

20

40

60

80

100

10 100Jumlah Ketukan ( N )

Kad

ar A

ir (

% )

Grafik Penentuan Batas Cair (LL)

Page 7: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Di mana:

If: Indeks aliranw1 : Kadar air, dalam persen dari tanah yang bersesuaian dengan jumlah pukulan N1w2 : Kadar air, dalam persen dari tanah yang bersesuaian dengan jumlah pukulan N2.

Metode Satu Titik (one Point Methode)Hasil analisis dari beberapa uji batas cair US Waterways Experiment Station, Vicksburg, Mississippi 1949. Diajukan rumus empiris untuk menentukan batas cair, yaitu :

LL = WN(N/25) tg βN = Jumlah ketukan (diharuskan antara 20-30 pukulan)WN = Kadar air, pada jumlah pukulan N.tgβ = 0,121, harga tersebut merupakan hasil penelitian pada kebanyakan tanah. (tidak sumua tanah mempunyai harga tgβ = 0,121)

Page 8: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Tabel Harga-harga (N/25)0,121

N (N/25)0,121

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0,973

0979

0,985

0,990

0,995

1,000

1,005

1,009

1,014

1,018

1,022

Page 9: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Plastic Limit (Batas Plastis), PL

Batas Plastis adalahkadar air tanah, yang dinyatakan dalam persen, yaitu kondisi tanah apabila digulung sampai diameter 1/8 inchi (3.2 mm) tanah menjadi retak-retak. Apabila gulungan lebih besar 3.2 mm sudah retak-retak, tanah terlalu kering dan sebaliknya apabila lebih kecil 3,2 mm baru retak tanah terlalu basah. Batas plastis merupakan batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah.

Cara pengujian batas plastis sangat sederhana, yaitu dengan menggulung coontoh tanah basah diatas kaca, hingga tepat 3,2 mm tanah menjadi retak-retak.

Indeks PlastisitasIndeks Plastisitas (plasticity Index), disingkat PI yaitu selisih batas Cair (LL) dengan Batas Plastis.

PI=LL-PL

Page 10: ATTERBERG & KLASIFIKASI

KeteranganNo. Sample

1 2 3

No. Cawan

Berat Cawan (gr)

Berat Cawan + Tanah Basah (gr)

Berat Cawan + Tanah Kering (gr)

Berat Air (gr)

Berat Tanah Kering (gr)

Kadar Air (%)

Kadar Air Rata-rata (%)

Tabel Perhitungan Kadar Air Batas Plastis (PL)

Page 11: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Batas Susut (Shrinkage Limit), SL

Suatu tanah akan menyusut apabila air yang dikandungnya secara perlahan-lahan hilang dalam tanah. Dengan hilangnya air secara terus-menerus, tanah akan mencapai suatu tingkat kesetimbangan dimana pengurangan air tidak menyebabkan perubahan volume.Cara pengujian batas susut (ASTM D-427).

Tanah basah dimasukkan dalam mangkuk porselin sampai penuh kemudian diratakan, sebelumnya mangkok diberi vaselin (petrolium jelly). Berat tanah basah dalam mangkok ditentukan misal m1, kemudian dioven pata T 105oC selama 24 jam, berat tanah kering setelah di oven ditentukan misal m2. volume porselin sebagai volume tanah basah yaitu Vi, dan volume tanah kering yaitu Vf, juga ditentukan, cara menentukan volume tanah kering dengan air raksa.

SL= wi(%)-Δw(%)

Page 12: ATTERBERG & KLASIFIKASI

wi = Kadar tanah mula-mula sebelum dikeringkan.

Δw = Perubahan kadar air (yaitu antara kadar air mula-mula dan kadar air pada batas susut)

wi(%) = ((m1-m2)/m2) x 100%.

M1 = massa tanah basah, sebelum dikeringkan

M2 = massa tanah kering setelah dioven

Δw (%) = (((vi-vf)ρw)/m2) x 100%

Vi = Volume contoh tanah basah sebelum dioven (sam dengan volume mangkok)

Vf = Volume tanah kering setelah dioven

ρw = massa jenis air = 1 gr/cm^3 SL=(((m1-m2)/m2)x100%)-(((vi-vf) ρw)/m2)x100%)

Page 13: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Batas susut tanah dapat ditentukan dengan menggunakan Bagan plastisitas (Plasticity Chart), seperti yang disarankan oleh Casagrande, yaitu apabila batas cair dan indeks plastisitas tanah diketahui.Dari hubungan PI (Indeks Plastisitas) dan LL (Batas cair), pada bagan Plastisitas tentukan titik R, perpanjangg garis U (U line) dan garis A (A line) hingga berpotongan di titik B, hubungkan titik R dan B menjadi garis RB, Garis tersebut akan memotong sumbu batas cair di C. Absis dari titk C adalah perkiraan harga batas susut dari tanah bersangkutan. (lihat gambar).

Soal 1

Diketahi data hasil pengujian Batas Plastis da Batas Cair sebagai berikut :

Nblows w(%) Batas Plastis (PL)=18,7 %Tentukan, Batas Cair (LL) dan Indeks

15 42,0 Plastisitas Tanah (PI) 20 40,8 28 39,1

Page 14: ATTERBERG & KLASIFIKASI

PLASTICITY CHART

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Batas Cair (LL ), %

Inde

x P

last

isita

s (

PI

),

%

ML&OLCL - ML

CL

CH

A - Line

MH & OH

Page 15: ATTERBERG & KLASIFIKASI

KLASIFIKASI TANAH(SISTIMATIS DI LABORATORIUM)

Ada 2 sistem klasifikasi tanah yang banyak dipakai yaitu :

1. Sistem USCS2. Sistem AASHTO

Sistem USCS :Sistem ini mengelompokkan tanah ke dalam dua kelompokbesar yaitu :

a. Tanah Berbutir Kasar, yaitu tanah kerikil (Gravel = G) dan pasir (Sand = S) dimana kurang dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan no. 200 atau ukuran butiran 0,075 mm.

Page 16: ATTERBERG & KLASIFIKASI

b. Tanah berbutir halus, yaitu tanah lanau (Silt = M) dan lempung (Clay = C), dimana lebih dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan no 200 atau diameter 0,075. Tanah butir halus ini juga ada yang mengandung organik (O). Sedangkan tanah-tanah yang mengandung banyak gambut sering disebut tanah peat dengan simbol Pt.

Simbol-simbol lain yang digunakan untuk klasifikasi USCS adalah : W = Well graded. P = Poorly gradedL = Low plasticity H = High plasticity

Page 17: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol

kelompok seperti : GW, GP, GM, GC,

SW, SP, SM, SC.

GW -- Cu>4 & Cc = 1 – 3. kalau tidak dipenuhi GP

SW-- Cu > 6 & Cc = 1 – 3. kalau tidak dipenuhi SP.

Untuk klasifikasi yang benar harus memperhatikan hal-hal

berikut :

a. % lolos # no 200 (batas butir halus dan kasar).

b. % lolos # no 4 (batas kerikil dan pasir)

c. Cu dan Cc, untuk tanah yg lolos # no 200, 0 – 12 %.

d. LL dan PI, dimana tanah yang lolos # no 200 > 5 %.

e. Untuk tanah yang lolos # no 200 < 5 %, hanya Cu & Cc.

f. Untuk tanah yang lolos # no 200 > 12 % hanya LL & PI.

Page 18: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Apabila persentase yg lolos # no 200 antara 5 – 12 %,

menggunakan simbol ganda, seperti GW-GM; GW-GC;

GP-GM; GP-GC dan SW-SM; SW-SC; SP-SM; SP-SC.

Untuk klasifikasi tanah berbutir halus dengan simbol,

ML; CL; OL; MH; dan OH didapat dengan cara

menggambar LL dan PI tanah yg bersangkutan pada

bagan plastisitas (plasticity chart). Garis diagonal pada

bagan plastisitas tersebut dinamakangaris A, dimana

persamaan garis A adalah : PI = 0,73 (LL – 20).

Page 19: ATTERBERG & KLASIFIKASI
Page 20: ATTERBERG & KLASIFIKASI
Page 21: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Contoh 1:

Diket : hasil uji analisis butir tanah sbb :

% lolos # no.10 = 100 % ;

% lolos # no. 40 = 58 %;

% lolos # no. 200 = 58 %;

LL = 30 dan PI = 10.

Klasifikasikan contoh tanah tersebut.

Penyelesaian :

lolos # no 200 = 58 % > 50 % ( tanah butir halus).

Data cukup LL dan PI.

LL = 30 % dan PI = 10 %, dalam bagan plastisitas di atas

garis A dan LL < 50 %; maka termasuk jenis tanah CL.

Page 22: ATTERBERG & KLASIFIKASI

SISTEM KLASIFIKASI AASHTODalam sistem AASHTO ini tanah diklasifikasikan ke dalam kelompok A-1; A-2 dan A-3 untuk tanah berbutir kasar dan A-4; A5; A-6 dan A-7, untuk tanah berbutir halus.Tanah berbutir kasar apabila lolos # no 200 ≤ 35 %Tanah berbutir halus apabila lolos # no 200 > 35 %Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria di bawah ini :a. Ukuran Butir :

Kerikil, berdiameter 2mm (# no 10) s/d 75 mmPasir, berdiameter 0,075 mm (# no 200) s/d 2 mm (# n0 10)

b. Plastisitas :Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai PI ≤ 10. nama berlempung dipakai untuk tanah yg mempunyai PI ≥ 11.

Page 23: ATTERBERG & KLASIFIKASI

c. Apabila batuan (>75 mm) ditemukan dlm contoh tanah, maka batuan tsb harus dikeluarkan terlebih dahulu. Prosentase batuan harus dicatat.

Untuk mengevaluasi mutu tanah sebagai bahanlapisan tanah dasar (subgrade), diperlukan grup Indeks, GI, harga GI ini dituliskan dalam kurung setelah nama kelompok dan subkelompok dari tanah yang telah diklasifikasi.

GI = (F-35)[0,2+0,005(LL-40)] + 0,01(F-15)(PI-10)

F = % butir halus; LL = batas cair ; PI = plastisitas indeks

Page 24: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Suku pertama persamaan GI, ditentukan

oleh batas cair (LL), sedangkan suku kedua

GI ditentukan oleh plastisatas indeks (PI)

Aturan dalam menentukan harga GIa. Apabila GI negatif, harga GI dianggap nol

b. Harga GI harus dibulatkan, misal GI = 3,4 menjadi GI = 3,0

c. Tidak ada batas GI

d. GI untuk tanah A-1a, A-1b, A-2-4, A-2-5, dan A-3 selalu nol.

e. Tanah yg masuk kelompok A-2-6 dan A-2-7, hanya bagian dari GI yang ditentukan PI saja.

Page 25: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Kelas Subgrade Nilai Indeks Group (GI)

Sangat baik 0

Baik 0 – 1

Sedang 2 – 4

Buruk 5 – 9

Sangat buruk 10 - 20

Page 26: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Kelas Subgrade

Nilai Indeks Group

Sangat baik 0

Baik 0 – 1

Sedang 2 – 4

Buruk 5 – 9

Sangat buruk

10 - 20

Page 27: ATTERBERG & KLASIFIKASI

AASHTO Soil Classification System (From ASTM M145)

  Granular Materials Silt-Clay Materials

General Classification 35%or less passing the 0.075 mm sieve >35% passing the 0.075 mm sieve

  A-1   A-2       A-7

Group Classification   A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-4 A-5 A-6 A-7-5

  A-1-a A-1-b                 A-7-6

Sieve Analysis, % passing                      

2.000 mm (No. 10) 50 max --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

0.425 mm (No. 40) 30 max 50 max 51 min --- --- --- --- --- --- --- ---

0.075 mm (No.200) 15 max 25 max 10 max 35 max 35 max 35 max 35 max 36 min 36 min 36 min 36 min

Characteristics of fraction                      

passing 0.425 mm (No. 40)                

Liquid Limit --- --- 40 max 41 min 40 max 41 min 40 max 41 min 40 max 41 min

Plasticity Index 6 max N.P. 10 max 10 max 11 min 11 min 10 max 10 max 11 min 11 min

Usual Type of significant stone fragments, fine sand silty or clayey gravel and sand silty soils clayey soils

constituent materials gravel and sand                

General rating as a subgrade excellent to good fair to poor

Page 28: ATTERBERG & KLASIFIKASI

KLASIFIKASI TANAH AASHTO

Penentuan Klasifikasi Group A-4 s/d A-7

Page 29: ATTERBERG & KLASIFIKASI

KLASIFIKASI TANAH AASHTO

Page 30: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Contoh :

Diket hasil uji analisa butir tanah sbb:

% lolos # no 10 =100%, % lolos # no 40 = 58 %

% lolos # no 200 = 58 %. LL = 30 % dan PI = 10 %.

Klasifikasikan tanah tersebut dengan AASHTO.

Jawab.

Tanah lolos # no 200 = 58 % > 35 %, tanah berbutir

Halus,(lanau-lempung = A-4, A-5, A-6, atau A-7),

LL = 30 % < 40 %dan PI = 10 % (maks 10 %).

Jadi klasifikasi tanah tersebut adalah A-4.GI=(58-35)[0,2+0,005(30-40)] + (0,01)(58-15)(10-10)

GI= 3,45 = 3. maka tanah tesrsbut A-4 (3).

Page 31: ATTERBERG & KLASIFIKASI

Activ

ity 2

.0

Activity

1.0

Activity 0.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Percent of clay (< 0.002mm)

Plas

ticity

Inde

x

BM-1 BM-2 BM-3 BM-4 BM-5 BM-6

LOW

MEDIUM

HIGH

VERY HIGH

Department of the Navy, 1982, Soil Mechanic, Navfac DM-7.1