klasifikasi tanah
DESCRIPTION
Klasifikasi tanahTRANSCRIPT
KLASIFIKASI TANAH
A. Klasifikasi Berdasarkan Tekstur ( Sistem USDA)
Tekstur tanah adalah keadaan permukaan tanah yang besagkutan. Tekstur
tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada didalam tanah, umumnya
tanah asli merupakan campuran dari butir-butir yang mempunyai ukuran yang
berbeda. Dalam sistem klasifikasi berdasarkan teksturnya tanah diberi nama atas
komponen-komponen utama yang dikandungnya misalnya : lempung berpasir
( sandy clay ), lempung berlanau ( silty clay ) dan sebagainya.
Sistem ini berdasarkan pada ukuran batas butiran tanah yaitu :
Pasir : butiran dengan diameter 2 mm – 0,05 mm.
Lanau : butiran dengan diameter 0,005 mm – 0,002 mm.
Lempung : butiran dengan diameter < 0,002 mm.
B. Sistem Klasifikasi AASHTO
Sistem klasifikasi ini dikembangkan pada tahun 1929 dan telah mengalami
berbagai perbaikan seperti yang diajukan oleh Committee on Classification Of
Materials For Subgrade And Granular Type Road Of The Highway Research
Board pada tahun 1945.
Sistem klasifikasi AASHTO yang dipakai saat ini dapat dilihat pada tabel
8.2.2. pada sistem ini tanah diklasifikasikan dalam kelompok A – 1, A – 2 dan A –
3. Didalam tanah berbutir dimana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah
tersebut lolos ayakan No. 20 dari klasifikasi kedalam kelompok A – 4, A – 5, A –
6 dan A – 7. Butiran dalam kelompok A – 4 sampai dengan A – 7 tersebut
sebagian besar adalah lanau dan lempung.
Sistem klasifikasi AASHTO didasarkan atas kriteria sebagai berikut
1. Ukuran butir
Kerikil adalah bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter 75 mm
dan yang tertahan pada ayakan No.10 ( 2 mm ). Sedangkan pasir
adalah bagian tanah yang lolos ayakan No.10 (2 mm ) dan tertahan
pada ayakan No.200 ( 0,075mm ).
2. Plastisitas
Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah
mempunyai indeks plastisitas ( PI ) ≤ 10. Nama berlempung dipakai
bila tanah mempunyai PI > 11.
3. Apabila batuan ( ukuran > 75 mm ) ditemukan dalam contoh tanah
yang akan diklasifikasikan, maka batuan-batuan tersebut harus
dkeluarkan terlebih dahulu. Tetapi persentasenya harus dicatat.
Untuk mengevaluasi kualitas tanah sebagai ( Sub Grade ) untuk jalan raya
diperlukan suatu angka yang dinamakan indeks group dengan rumus :
GI = (F-35) [0,2+0,005 (LL-40)] + 0,01 (F-15) (PI-10)
Dimana :
GI = indeks group. LL = batas cair
F = persentase butiran yang lolos ayakan No.200. PI = indeks plastis.
Prosedur menentukan nilai GI:
1. Apabila nilai GI negatif maka harga GI dianggap nol.
2. GI dibulatkan ke angka yang lebih dekat.
3. GI untuk tanah yang masuk dalam kelompok A-1a, A-1b, A-2-4, A-2-5
dan A-3 selalu sama dengan nol.
4. tidak ada batas ata untuk GI.
Untuk tanah yang masuk kelompok A-2-6 dan A-2-7, nilai indeks grup
ditentukan dengan rumus: GI = 0,01 (F – 15)(PI – 10). Makin tinggi nilai GI,
makin kurang sesuai bahan tersebut sebagai lapis dasar jalan raya. GI = 0
menunjukkan suatu material lapis dasar yang bagus, dan GI ≥ 0 menunjukkan
suatu material lapis dasar jalan yang sangat jelek.
.
C. Sistem Klasifikasi Berdasarkan Unifield (Sistem USCS)
Pada awalnya sistem ini diperkenalkan oleh casagrade ( 1942 ) untuk
digunakan. Pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang pada tahun 1952, setelah
disempurnakan sistem ini dipakai secara luas oleh para ahli teknik.
Sistem ini mengelompokkan tanah kedalam 2 kelompok besar yaitu tanah
berbutir kasar ( coarse gramed soil ) dan tanah berbutir halus ( fine graned soil )
tanah yang berbutir kasar adalah tanah yang lebih 50 % bahannya ayakan No.200
(0,075 mm). Tanah ini dibagi atas kerikil dan pasir kerikil dan pasir
dikelompakkan sesuai dengan gradasinya baik, bergradasi jelek, mengandung
material lanau dan mengandung material lempung.
Tanah berbutir halus adalah tanah yang lebih dari 50% bahannya lolos
ayakan No.200, tanah bebutir halus ini dibagi menjadi lanau ( m ), lempung ( c ),
serta lanau dan lempung organik ( o ) disamping itu dikelompokkan atas tingkat
plastisnya yaitu platisnya rendah ( L ) dan platisnya tinggi ( H ). Tanah yang
anorganik ( gambut ) dapat didefenisikan secara visual.
Klasifikasi tanah berbutir halus diperoleh dengan menggunakan diagram
plastisitas garis diagonal pada bagian plastisitas dinamakan garis A dan satu garis
tegak lurus ditarik pada batas cair 50. Garis A adalah batas empiris antara
lempung organik yang khas ( mL dan mH ) atau tanah -tanah organik (oL dan oH)
dibagian bawah diagram dimana batas air kurang dari 29 dan indeks platisitas
sebesar 4 – 7, sifat tanah menunjukkan gejala berhimpitan, klasifikasi analis CL –
ML dipakai untuk tanah yang benda didaerah ini.
Bila persentase butiran yang lolos ayakan no 200 antara 5 % sampai 12 %
digunakan simbol ganda: GW – GM, GP – GM, GW – GC, GP – GC, SW – SM,
SW – SC, SP – SM, dan SP – SC.
Tabel 1 Sistem Klasifikasi Berdasarkan Unifield (Sistem USCS)
Divisi Utama Simbol
Kelompok
Nama Umum
Ker
ikil
bers
ih GW- Kerikil berpasir baik dan
campuran.
- Kerikil pasir, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus.
Tana
h B
erbu
tir L
ebih
Dar
i 50
% B
utira
n Te
rtaha
n Pa
da A
yaka
n N
o. 2
00
Pasi
r leb
ih d
ari 5
0 %
frak
si k
asar
lolo
s ay
akan
No.
4 (han
ya k
erik
il.)
GP- Kerikil bergradasi buruk dan
campuran.
- Kerikil – pasir, sedikit atau
sama sekali tidak mengandung
butiran halus
Ker
ikil
deng
an b
utira
n
haku
sGM
- Kerikil berlanau, campuran
kerikil – pasir lempung
GC- Kerikil berlempung campuran
kerikil pasir lempung
Ker
ikil
50 %
ata
u le
bih
dari
frak
si k
asar
terta
han
pada
aya
kan
No.
4Pa
sir b
ersi
h (h
anny
a pa
sair)
SW- Pasir bergradasi baik, pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus
SP- Pasir bergradasi buruk dan pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus.
Pasi
r den
gan
butir
an h
alus
SM- Pasir berlanau, campuran pasir lanau
SC- Pasir berlempung, campuran
pasir lempung
Lana
u da
n Le
mpu
ng b
atas
cai
r 50
% a
tau
kura
ng
ML- Lanau anorganik, Pasir halus
sekali, Serbuk batuan, Pasir halus,
berlanau atau berlempung
CL- Lempung anorganik dengan
plastisitas rendah sampai dengan
sedang, Lempung berkerikil,
Lempung berpasir, Lempung
berlanau “kurus” (lean elays)
Tana
h be
rbut
ir ha
lus k
uran
g 50
% a
tau
lebi
h lo
los a
yaka
n N
o. 2
00 OL - Lanau organik dan lempung
berlanau organik dengan plastisitas
rendah.
Lana
u da
n Le
mpu
ng B
atas
cai
r leb
ih d
ari 5
0 % MH
- Lanau anorganik atau pasir
halus diatomea atau lanau diatomea,
lanau yang elastis.
CH- Lanau anorganik dengan
plastisitas tinggi, Lempung “gemuk”
(fat elays)
OH- Lempung organik dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
Tanah – tanah
dengan kandungan
organik sangat
tinggi.
PT- Peat (gambut), muck dan tanah
– tanah lain dengan kandungan
organik tinggi.
Tabel 2 Klasifikasi Ganda
KRITERIA KLASIFIKASI
Kla
sifik
asi
be
rdas
arka
n
pers
enta
se fr
aksi
hal
us
Kur
ang
dar
i 50
% l
olos
ayak
an
no.
20
0
:
GW
,GP,
SW,S
P
Cu > 4
Cc antara 1 dan 3
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW
Batas – batas atterberg
dibawah garis – A atau PI >
4
Batas – batas atterberg dalam
daerah diarsir adalah
Kur
ang
dari
50
% lo
los
ayak
an n
o. 2
00 :
GM
,
GC
, SH
, SC
5 %
sam
pai
12 %
lol
os a
yaka
n n
o. 2
00 :
Kla
sifik
asi p
erba
tasa
n ya
ng
m
emer
lu
kan
sum
bol g
anda
.
peralihan klasifikasi perlu
menggunakan simbol ganda
Batas – batas atterberg diatas
garis – A atau PI > 7
Cu > 6
Cc antara 1 dan 3
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW
Batas – batas atterberg
dibawah garis – A atau PI < 4
Batas – batas atterberg
dalam daerah diarsir adalah
peralihan klasifikasi perlu
menggunakan simbol
gandaBatas – batas atterberg diatas
garis – A atau PI > 7
1. Mekanika rekayasa
Mekanika teknik atau dikenal juga sebagai mekanika rekayasa atau analisa
struktur merupakan bidang ilmu utama yang dipelajari di ilmu teknik sipil. Pokok
utama dari ilmu tersebut adalah mempelajari perilaku struktur terhadap beban
yang bekerja padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya adalah lendutan dan
gaya-gaya (gaya reaksi dan gaya internal).
Dalam mempelajari perilaku struktur maka hal-hal yang banyak
dibicarakan adalah:
- Stabilitas
- keseimbangan gaya
- kompatibilitas antara deformasi dan jenis tumpuannnya elastisitas
Dengan mengetahui gaya-gaya dan lendutan yang terjadi maka selanjutnya
struktur tersebut dapat direncanakan atau diproporsikan dimensinya berdasarkan
material yang digunakan sehingga aman dan nyaman (lendutannya tidak
berlebihan) dalam menerima beban tersebut.
2. Gaya luarAdalah muatan dan reaksi yang menciptakan kestabilan atau
keseimbangan konstruksi. Muatan yang membebani suatu kontruksi akan
dirambatkan oleh kontruksi ke dalam tanah melalui pondasi. Gaya-gaya dari tanah
yang memberikan perlawanan terhadap gaya rambat tersebut dinamakan reaksi.
Muatan adalah beban yang membebani suatu konstruksi baik berupa berat
kendaraan, kekuatan angin, dan berat angin.
Muatan-muatan tersebut mempunyai besaran, arah, dan garis kerja, misalnya:
- Angin bekerja tegak lurus bidang yang menentangnya, dan diperhitungkan
misalnya 40 kN/m2, arahnya umum mendatar.
- Berat kendaraan, merupakan muatan titik yang mempunyai arh gaya tegak lurus
bidang singgung roda, dengan besaran misalnya 5 tN.
- Daya air, bekerja tegak lurus dinding di mana ada air, besarnya daya air dihitung
secara hidrostatis, makin dalam makin besar dayanya.
Berdasarkan pengertian tersebut muatan-muatan dapat dibedakan atas beberapa
kelompok menurut cara kerjanya.
1. Ada muatan yang bekerjanya sementara dan ada pula yang terus-menerus
(permanen). Mutan yang dimaksud adalah:
1.1. Muatan mati, yaitu muatan tetap pada konstruksi yang tidak dapat dipindahkan
atau tidak habis. Misalnya:
Berat sendiri konstruksi beton misalnya 2200 kN/m3 , dan
Berat tegel pada pelat lantai misalnya 72 kN/m2.
2. Ada muatan yang garis kerjanya dianggap suatu titik, ada yang tersebar. Muatan
yang dimaksud adalah:
2.1. Muatan titik atau muatan terpusat. Yaitu muatan yang garis kerjanya dianggap
bekerja melalui satu titik, misalnya:
Berat seseorang melalui kaki misalnya 60 kN dan
Berat kolom pada pondasi misalnya 5000 kN;
Muatan terbagi ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
Muatan terbagi rata, yaitu muatan terbagi yang dianggap sama pada setiap satuan
luas.
Muatan terbagi tidak rata teratur, yaitu muatan yang terbagi tidak sama berat untuk
setiap satuan luas.
3. Muatan momen, yaitu muatan momen akibat dari muatan titik pada konstruksi
sandaran. Gaya horizontal pada sandaran menyebabkan momen pada balok.
4. Muatan puntir, suatu gaya nonkoplanar mungkin bekerja pada suatu balok
sehingga menimbulkan suatu muatan puntir, namun masih pada batas struktur
statik tertentu.
5. Dalam kehiduypan sehari-hari sering dijumpai muatan yang bekerjanya tidak
langsung pada konstruksi, seperti penutup atap ditumpu oleh gording dan tidak
langsung pada kuda-kuda.
Perletakan Perletakan adalah suatu konstruksi direncanakan untuk suatau keperluan
tertentu.
Tugas utama suatu konstruksi adalah mengumpulkan gaya akibat muatan
yang bekerja padanya dan meneruskannya ke bumi. Untuk melaksanakan
tugasnya dengan baik maka konstruksi harus berdiri dengan kokoh. Rosenthal
menyatakan bahwa semua beban diteruskan ke bumi melalui sesingkat-
singkatnya.
Kondisi yang harus dipertimbangkan?
Pertama yang harus dipertimbangkan adalah stabilitas konstruksi. Suatu
konstruksi akan stabil bila konstruksi diletakkan di atas pondasi yang baik.
Pondasi akan melawan gaya aksi yang diakibatkan oleh muatan yang diteruskan
oleh konstruksi kepada pondasi. Gaya lawan yang ditimbulkan pada pondasi
disebut: Reaksi. Dalam kasus ini pondasi digambarkan sebagai perletakan.
Berikut ini diuraikan tiga jenis perletakan yang merupakan jenis perletakan yang
umum digunakan. Yaitu perletakan yang dapat menahan momen, gaya vertikal
dan gaya horizontal.dan ada maca-macam perletakan yang perlu dipahami yaitu:
Perletakan sendi, yaitu perletakan terdiri dari poros dan lubang sendi. Pada
perletakan demikian dianggap sendinya licin sempurna, sehingga gaya singgung
antara poros dan sendi tetap normal terhadap bidang singgung, dan arah gaya ini
akan melalui pusat poros.
Perletakan geser, yaitu perletakan yang selalu memiliki lubang sendi. Apabila
poros ini licin sempurna maka poros ini hanya dapat meneruskan gaya yang tegak
lurus bidang singgung di mana poros ini diletakkan.
Perletakan pendel, yaitu suatu perletakan yang titik tangkap dan garis kerjanya
diketahui.
Perletakan jepit, perletakan ini seolah-olah dibuat dari balok yang ditanamkan pada
perletakannya, demikian sehingga mampu menahan gaya-gaya maupun momen
dan bahkan dapat menahan torsi.
3. Gaya Dalam
Gaya dalam adalah gaya rambat yang diimbangi oleh gaya yang berasal
dari bahan konstruksi, berupa gaya lawan, dari konstruksi.
Analisis hitungan gaya dalam dan urutan hitungan ini dapat diuraikan
secara singkat sebagai berikut:
1. Menetapkan dan menyederhanakan konstruksi menjadi suatu sistem yang
memenuhi syarat yang diminta.
2. Menetapkan muatan yang bekerja pada konstruksi ini.
3. Menghitung keseimbangan luar.
4. Menghitung keseimbangan dalam.
5. Memeriksa kembali semua hitungan.
Dengan syarat demikian konstruksi yang dibahas akan digambarkan
sebagai suatu garis sesuai dengan sumbu konstruksi, yang selanjutnya disebut:
Struktur
Misalkan pada sebuah balok dijepit salah satu ujungnya dan dibebani oleh gaya P
seperti pada gambar 3.2.
gambar 3.2
maka dapat diketahui dalam konstruksi tersebut timbul gaya dalam.
Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka pada suatu titik X sejauh x
dari B akan timbul gaya dalam yang mengimbangi P.
Gaya dalam yang mengimbangi gaya aksi ini tentunya bekerja sepanjang sumbu
batang sama besar dan mengarah berlawanan dengan gaya aksi ini. Gaya dalam
ini disebut Gaya normal (N).
Bila gaya aksi berbalik arah maka berbalik pula arah gaya normalnya. Nilai gaya
normal di titik X ini dinyatakan sebagai Nx.
Gambar 3.3
Gambar 3.3 menggambarkan gaya P yang merambat sampai titik X dan
menimbulkan gaya sebesar P’ dan M’. Apabila struktur dalam keadaan seimbang
maka tiap-tiap bagian harus pula dalam keadaan seimbang. Selanjutnya gaya
P’dan M’ harus pula diimbangi oeh suatu gaya dalam yang sama besar dan
berlawanan arah, yaitu gaya dalam Lx dan Mx. Gaya tersebut merupakan
sumbangan dari bagian XA yang mengimbangi P’M’.
Gaya dalam yang tegak lurus sumbu disebut Gaya lintang, disingkat LX dan
momen yang menahan lentur pada bagian ini disebut Momen Lentur disingkat
MX.
Dari uraian di atas, gaya-gaya dalam dibedakan menjadi tiga :
1. Gaya normal (N), yaitu gaya dalam yang bekerja searah sumbu balok.
2. Gaya lintang (L), yaitu gaya dalam yang bekerja tegak lurus sumbu balok.
3. Momen lentur (F), yaitu gaya dalam yang menahan lemtur sumbu balok
Gaya dalam bekerja pada titik berat sepanjang garis struktur. Untuk menghitung
gaya dalam ini diperlukan pengertian tanda. Menurut perjanjian tanda yang lazim
digunakan di dalam Mekanika Rekayasa seperti terlukis pada gambar 4.3.
Gaya Normal diberi tanda positif (+) apabila gaya itu cenderung menimbulkan
gaya tarik pada batang dan diberi tanda negatif (-) apabila gaya itu cenderung
menimbulkan sifat desak.
Gaya lintang diberi tanda positif (+) apabila gaya itu cenderung menimbulkan
patah dan putaran jarum jam, dan diberikan tanda negatif (-) apabila gaya itu
cenderung menimbulkan kebalikannya.
Momen lentur diberi tanda positif (+) apabila gaya itu menyebabkan sumbu
batang cekung ke atas dan diberi tanda negatif (-) apabila gaya itu menyebabkan
sumbu batang cekung ke bawah.
4. Hubungan antara Muatan, Gaya Lintang, dan Momen
Untuk membahas pertanyaan tersebut, harus mempelajari suatu struktur
sederhana yang dibebani muatan penuh terbagi rata.
Gaya dalam di m dapat dihitung sebesar:
Mm = Va.x – ½ qx2 =
½ qlx – ½ qx2...................(1.1)
Lm = ½ ql – qx............................(1.2)
Gaya dalam di n dapat dihitung sebesar:
Mn = Va (x + dx) – 1/2q (x + dx)2............(1.4)
Ln = ½ qL – q (x + dx)............................(1.5)
Persamaan (1.4) dan (1.5) tersebut dapat ditulis
Pula sebagai:
Mn = Mm + dM =
Mm + Lm.dx – q.dx.1/2 dx..............(1.6)
Ln = Lm + dL = Lm – q.dx........................(1.7)
Persamaan tersebut setelah diselesaikan didapat:
dM/dx = Lx..............................................(1.8)
dL/dx = - q...............................................(1.9)
Kiranya perlu ditambahkan bahwa perubahan nilai beban ditiap titik adalah tetap,
yang berarti dq/dx = 0
Dengan demikian memang terbukti adanya hubungan antara muatan, gaya
lintang dan momen. Hubungan itu tampak pula pada persamaan-persamaan di
atas, yaitu: gaya lintang merupakan fungsi turunan dari momen , dan beban
merupakan fungsi turunan dari gaya lintang, atau sebaliknya gaya lintang
merupakan jumlah integrasi dari beban, dan momen merupakan jumlah integrasi
dari gaya lintang.
Satuan Konversi untuk Pembebanan
1 mpa = 1000 kpa = 1 ksi
1 mpa = 1 n/mm2 = 10 kg/cm2 = 100t/m2
1 mpa =100t/m2 = 100.000kg/m2
1 kpa = 100kg/m2
1 mpa = 1000 kpa
1 kpa =1kn /m2 1kn =100kg/m2
fc beton ( mutu beton) missal k 225 kg/cm2 dibagi 10 = 22,5 mpa
fy main ( mutu baja pokok ) = 400 mpa = 40.000t/m2
fy sec ( mutu baja sengakang = 240 mpa = 24000t/m)
Satuan Konversi untuk Gaya
N = 0.001 kN
[KN] = 1 kN
MN = 1000 kN
lb (pon) = 0044482 kN
klb (kilopon) = 4.4482 kN
