TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum .1 Tanah .1 Tanah
2.1.2.2 Berat spesifik (Specific gravity)
Berat jenis tanah (Gs) merupakan perbandingan antara berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw) pada temperature 4º. Nilai suatu berat jenis tanah tidak bersatuan (tidak berdimensi).
Gs = γs
Nilai-nilai berat jenis dari berbagai jenis tanah dapat dilihat dalam Tabel 2.1 berikut ini:
Tabel 2.1 Berat spesifik tanah (Das, 1991) Macam Tanah Berat Jenis
Kerikil 2,65 - 2,68
9 2.1.2.3 Derajat kejenuhan
Derajat kejenuhan (S) merupakan perbandingan volume air (Vw) dengan volume total rongga pori tanah (Vv), biasanya dinyatakan dalam persen.
S(%) = Vw
Bila tanah dalam keadaan jenuh air, maka S=1. Derajat kejenuhan dan kondisi tanah dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut:
Tabel 2.2 Derajat kejenuhan dan kondisi tanah (Hardiyatmo, 1992) Keadaan Tanah Derajat Kejenuhan
Tanah kering 0
Nilai-nilai porositas, angka pori dan berat volume pada keadaan asli di alam dari berbagai jenis tanah diberikan oleh Terzaghi seperti terlihat pada Tabel 2.3 Tabel 2.3 Nilai n, e, w, d dan b untuk tanah keadaan asli lapangan (Das,1991)
Pasir seragam, padat 34
0,51
19
1,75 2,09 Pasir berbutir campuran, tidak padat 40 0,67 25 1,59 1,99 Pasir berbutir campuran, padat 30 0,43 16 1,86 2,16 Lempung lunak sedikit organis 66
1,90 70
− 1,58
Lempung lunak sangat organis 75 3,0 11-
− 1,43
10 2.1.2.4 Batas-batas Atterberg (Atterberg limit)
Batas-batas Atterberg digunakan untuk mengklasifikasikan jenis tanah untuk mengetahui engineering properties dan engineering behavior tanah berbutir halus. Pada tanah berbutir halus hal yang paling penting adalah sifat plastisitasnya.
Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah yang dapat didefinisikan sebagai kemampuan tanah dalam menyesuaikan perubahan bentuk pada volume yang konstan tanpa adanya retak ataupun remuk.
Tanah yang berbutir halus biasanya memiliki sifat plastis. Sifat plastis tersebut merupakan kemampuan tanah menyesuaikan perubahan bentuk tanah setelah bercampur dengan air pada volume yang tetap. Tanah tersebut akan berbentuk cair, plastis, semi padat atau padat tergantung jumlah air yang bercampur pada tanah tersebut. Batas-batas Atterberg terbagi dalam tiga batas berdasarkan kadar airnya yaitu batas cair (liquid limit), batas plastis (plastic limit) dan batas susut (shrinkage limit).
Atterberg (1911) memberikan cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kandungan kadar airnya. Batas-batas tersebut adalah batas cair, batas plastis dan batas susut.
Batas- batas Atterberg dapat digambarkan seperti dalam Gambar 2.2 .
Gambar 2.2 Batas-batas atterberg (Das, 1991)
2.1.2.4.1 Batas cair (Liquid limit)
Batas cair adalah kadar air tanah yang untuk nilai-nilai diatasnya, tanah akan berprilaku sebagai cairan kental (batas antara keadaan cair dan keadaan plastis), yaitu batas atas dari daerah plastis. Batas cair ditentukan dari pengujian Cassagrande (1948), yakni dengan menggunakan cawan yang telah dibentuk
11 dapat dilihat pada Gambar 2.3 sedemikian rupa yang telah berisi sampel tanah yang telah dibelah oleh grooving tool dan dilakukan dengan pemukulan sampel dengan jumlah dua sampel dengan pukulan diatas 25 pukulan dan dua sampel dengan pukulan dibawah 25 pukulan sampai tanah yang telah dibelah tersebut menyatu. Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan persamaan sehingga didapatkan nilai kadar air pada 25 kali pukulan. Batas cair memiliki batas nilai antara 0–1000, akan tetapi kebanyakan tanah memiliki nilai batas cair kurang dari 100 (Holtz dan Kovacs, 1981). Pengujian dilaksanakan dengan menempatkan segumpal tanah dalam sebuah mangkok dan membuat alur dengan ukuran standar pada tanah tersebut. Kemudian mangkok dijatuhkan ke atas permukaan yang keras dengan ketinggian 10 mm.
Batas cair ditetapkan sebagai kadar air apabila alur bertaut selebar 12,7 mm (1
2𝑖𝑛) pada 25 pukulan. Alat uji batas cair dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.
Alat pengujian untuk batas cair dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut:
Gambar 2.3 Cawan casagrande dan grooving tool (Das, 2002)
12 2.1.2.4.2 Batas plastis (Plastic limit)
Batas plastis (plastic limit) merupakan kadar air tanah pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai mengalami retak-retak ketika digulung.
Tanah dianggap dalam keadaan plastis apabila dapat dibentuk atau diolah menjadi bentuk baru tanpa retak-retak. Kadar air terendah dimana tanah dianggap dalam keadaan plastis disebut batas plastis (PL) dari tanah itu. Batas plastis ditentukan dengan menggulung segumpal tanah menjadi sebuah batangan. Apabila batangan tersebut mulai retak-retak pada diameter 3,18 mm (1
8𝑖𝑛), kadar airnya adalah batas plastis (ASTM D-424).
2.1.2.4.3 Indeks plastisitas (Plasticity index)
Indeks plastisitas merupakan interval kadar air, yaitu tanah masih bersifat plastis. Indeks plastisitas (plasticity index) adalah selisih batas cair dan batas plastis. Adapun rumusan dalam menghitung besaran nilai indeks plastisitas adalah sesuai dengan Persamaan (2.6) , seperti yang ditunjukkan pada rumusan dibawah.
IP = LL - PL (2.6)
Dimana:
PI = indeks plastisitas LL = batas cair
PL = batas plastis
Indeks plastisitas merupakan interval kadar air di mana tanah masih bersifat plastis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisitasan tanah tersebut. Jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis yang kecil, maka keadaan ini disebut dengan tanah kurus, kebalikannya jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis yang besar disebut tanah gemuk.
Klasifikasi jenis tanah berdasarkan indeks plastisitasnya dilihat pada Tabel 2.4:
Tabel 2.4 Indeks plastisitas tanah (Hardiyatmo, 2002)
PI Sifat Macam Tanah Kohesi
0 Non-Plastis Pasir Non – Kohesif
< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian
13 Tabel 2.4 Indeks plastisitas tanah (Hardiyatmo, 2002), lanjutan
7-17 Plastisitas Sedang Lempung berlanau Kohesif
> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif
2.1.2.4.4 Indeks kecairan (Liquid indeks)
Kadar air tanah asli relatif pada kedudukan plastis dan cair, dapat didefinisikan oleh indeks kecairan (liquidity index). Indeks kecairan merupakan perbandingan antara selisih kadar air asli dengan batas plastis terhadap indeks plastisitasnya. Berikut persamaannya:
𝐿𝐼 = 𝐼𝐿 = 𝑊𝑁−𝑃𝐿
𝐿𝐿−𝑃𝐿 =𝑊𝑁−𝑃𝐿
𝑃𝐼 (2.7)
Dimana :
LI = Liquidity Index (%) WN = Kadar air asli (%)
Gambar 2.4 Hubungan antara WP, WL dan WN dalam menghitung LI atau IL
(Bowles, 1991)
Dapat dilihat bahwa jika WN = LL, maka indeks kecairan akan sama dengan 1. Sedangkan, jika WN = PL, indeks kecairan akan sama dengan nol. Jadi, untuk lapisan tanah asli yang dalam kedudukan plastis, nilai LL > WN > PL. Nilai indeks kecairan akan bervariasi antara 0 dan 1. Lapisan tanah asli dengan WN > LL akan mempunyai LI > 1.