Klasifikasi Tanah - Spada UNS

Kundari Rahmawati, S.Pd., M.Eng.,

Klasifikasi

Tanah

Outline

1st PHASE 2nd PHASE

Tujuan Klasifikasi Tanah

3rd PHASE 4th PHASE

American Association of State Highway and Transportation Officials System (AASHTO)

Sistem Klasifikasi

The Unified Soil Classification System

(USCS)

Pengelompokan tanah menjadi beberapa group yang mempunyai perilaku sama, dalam indeks yang sederhana.

Sehingga dapat memberikan petunjuk umum (a general guidance) mengenai sifat teknis tanah pada ahli geoteknik.

Pengelompokan tanah ini didasarkan pada pengalaman ahli-ahli teknik tanah.

Tujuan

Klasifikasi

Tanah

Indeks sederhana GSD, LL, PI

Sistem Klasifikasi (sebagai bahasa

)

Prakiraan sifat teknis

Tercapai tujuan teknis

Pengumpulan pengalaman

Sebagai sarana komunikasi antar

ahli teknik tanah

Pada awalnya, metode klasifikasi yang banyak digunakan adalah pengamatan secara kasat-mata (visual identification) melalui pengamatan tekstur tanah

Kemudian ukuran butiran tanah dan plastisitas digunakan untuk identifikasi jenis tanah.

Karakteristik tersebut digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasinya.

Klasifikasi

Tanah

Neon Infographics

Unified Soil

Classification System

American Association of State Highway and

Transportation Officials

AASTHO USCS

Klasifikasi

Sistem

Metode USCS

• Klasifikasi tanah sistem ini diajukan pertama kali oleh Casagrande dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of Reclamation (USBR) dan United State Army Corps of Engineer (USACE):

• Kemudian American Society for Testing and Materials (ASTM) telah memakai USCS sebagai metode

standar guna mengklasifikasikan tanah.

• tanah diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama

Metode USCS

Tanah berbutir kasar (coarse-grained soils) yang terdiri atas kerikil dan pasir yang mana kurang dari 50% tanah yang lolos saringan No.200 (F

₂₀₀

< 50). Simbol kelompok diawali dengan G untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil (gravelly soil) atau S untuk pasir (sand) atau tanah berpasir (sandy soil).

Tanah berbutir halus (fine-grained

soils) yang mana lebih dari 50% tanah

lolos saringan No. 200 (F ≥ 50). Simbol

kelompok diawali dengan M untuk

lanau inorganik (inorganic silt), atau C

untuk lempung inorganik (inorganic

clay), atau O untuk lanau dan lempung

organik. Simbol Pt digunakan untuk

gambut (peat), dan tanah dengan

kandungan organik tinggi.

Metode USCS

Boulder s

Cobble s

Grav el

Sand Silt and Clay

Coarse Fine Coarse Medium Fine 300 mm 75 mm

19 mm

No.4 4.75 mm

No.10 2.0 mm

No.40 0.425 mm

No.200 0.075 mm

Metode USCS

Klasifikasi tanah sistem ini diajukan pertama kali oleh Casagrande dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of Reclamation (USBR) dan United State Army Corps of Engineer (USACE):

Sedangkan ASTM designation D-2487 menguraikan sistem untuk menentukan nama kelompok tanah dengan ketentuan sebagai berikut :

 Fraksi butir halus = > 50 % persentase yang lolos saringan no.200

 Fraksi butir kasar = > 50% persentase yang tertahan saringan no.200

 Fraksi Gravel = lebih dari setengah fraksi kasar yang tertahan saringan no.4

 Fraksi sand = lebih dari setengah fraksi kasar berada antara ukuran

saringan no.4 dan no.200

Melakukan analisa saringan

Tertahan No.#200 > 50% Lolos No.#200 > 50%

Butiran tanah tertahan No. #4 lebih

dari 50%

Butiran tanah lolos No. #4 lebih dari 50%

gravel sand

Gunakan Bagan Plastisitas

Silt, clay atau tanah organik

Tanah berbutir kasar Tanah berbutir halus

Pengujian yang dilakukan:

Analisa Saringan;

Atterberg limit

Metode USCS

Simbol-simbol yang digunakan untuk klasifikasi USCS adalah : 1. Huruf pertama menunjukkan jenisnya :

2. Huruf kedua menunjukan sifatnya:

G =

S =

M =

C =

O =

kerikil (gravel) pasir (sand) lanau (silt) lempung (clay)

tanah organik (organic)

Tanah berbutir kasar

W = untuk gradasi baik (well graded) P = gradasi jelek (poorly graded)

M = mengandung lanau

C = mengandung clay

L = bersifat plastisitas rendah (low plasticity). → LL<50

H = plastisitas tinggi (high plasticity). → LL > 50

Metode USCS

Metode USCS

Tanah berbutir halus (fine grained soils)

yaitu lanau (silts) dan lempung (clays) yang memiliki 50% atau lebih lolos

saringan no.200 atau ukuran ayakan 75 mm dan diklasifikasikan berdasarkan

nilai batas Atterberg dan apakah mengandung jumlah signifikan darim material

organik. Berdasarkan diagram casagrande, perbedaan dibuat antara tanah

dengan nilai LL kurang dari atau lebih besar dari 50 (simbol L dan H) dan

antara tanah inorganik di atas atau di bawah garis A.

Metode USCS

Unified Soil Classification System (USCS)

Diameter (75 - 4,75) mm

Kerikil (gravel)

Lolos Saringan 3”,

Tertahan Saringan no.#4

1. Apabila tanah tertahan No. 200 lebih dari 50% dan apabila tanah tersebut tertahan saringan No. 4 lebih dari 50%, maka

dikategorikan sebagai tanah kerikil (gravel).

2. Penamaan klasifikasi tanah kerikil ini didasarkan pada jenis gradasi, poorly atau well graded.

3. Namun, apabila tanah kerikil ini tercampur dengan tanah berbutir halus (tanah lolos saringan No. 200), maka terjadi perubahaan penamaan klasifikasi tanah gravel tersebut.

4. Penamaannya tergantung pada prosentasi tanah berbutir halus.

Kenapa terjadi perubahan nama klasifikasi?

Karena terjadi perubahan sifat teknis tanah... maka penamaan

klasifikasi tanah juga mengalami perubahan.

Prosentase campuran tanah lolos saringan No. 200

Kriteria USCS Penamaan Klasifikasi Simbol Pengertian

Kurang dari 5 %

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 GW Kerikil gradasi baik (Well- graded gravel)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 GP Kerikil gradasi buruk (Poorly- graded gravel)

Apabila prosentase berat campuran tanah halus, kurang dari 5%.

Prosentase campuran tanah lolos saringan No.

200

Kriteria USCS Klasifikasi

Simbol Pengertian

5 – 12 %

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 dan tanah halus adalah CL atau CH

GW-GC Kerikil gradasi baik dengan

lempung (Well-graded gravel with clay)

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 dan tanah halus adalah ML atau MH

GW-GM Kerikil gradasi baik dengan lanau (Well-graded gravel with silt)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 dan tanah halus adalah CL atau CH

GP-GC Kerikil gradasi buruk dengan lempung (Poorly-graded gravel with clay)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 dan tanah halus adalah ML atau MH

GP-GM Kerikil gradasi buruk dengan lanau (Poorly-graded gravel with silt)

Prosentasi campuran tanah lolos saringan No. 200

Kriteria USCS Klasifikasi

Simbol Pengertian

Lebih dari 12 %

tanah halus adalah CL atau CH (Nilai LL dan PL di atas garis A)

GC Kerikil kelempungan (Clayey gravel)

tanah halus adalah ML atau MH (Nilai LL dan PL di bawah garis A)

GM Kerikil kelanauan (Silty gravel)

tanah halus

diklasifikasikan sebagai adalah CL-ML (Nilai LL dan LL di daerah

arsiran/ shaded area)

GC-GM Kerikil kelanuan kelempungan

(Silty Clayey gravel)

Pasir (Sand)

Diameter (4,75 - 0,075) mm

Lolos saringan No.#4, tertahan saringan No.#200

Unified Soil Classification System

(USCS)

1. Apabila tanah tertahan No. 200 lebih dari 50% dan apabila tanah tersebut tertahan saringan No. 4 kurang dari 50%, maka

dikategorikan sebagai tanah pasir (sand).

2. Penamaan klasifikasi tanah ini didasarkan pada tipe gradasi, poorly graded atau well graded.

3. Namun, apabila tanah pasir ini tercampur dengan tanah

berbutiran halus (tanah lolos saringan No. 200), maka terjadi perubahaan penamaan klasifikasi tanah pasir tersebut.

4. Penamaannya tergantung pada prosentasi tanah berbutir halus.

Kenapa terjadi perubahan nama klasifikasi?

22

23 Prosentasi campuran

tanah lolos saringan No.

200

Kriteria USC Klasifikasi

Simbol Pengertian

Kurang dari 5 %

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 SW Pasir gradasi baik (Well-graded sand)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 SP Pasir gradasi buruk (Poorly- graded sand)

5 – 12 %

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 dan tanah halus adalah CL atau CH

SW-SC Pasir gradasi baik dengan

lempung (Well-graded sand with clay)

Cu ≥ 4 dan 1 ≤ Cc ≤ 3 dan tanah halus adalah ML atau MH

SW-SM Pasir gradasi baik dengan lanau (Well-graded sand with silt)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 dan tanah halus adalah CL atau CH

SP-SC Pasir gradasi buruk dengan lempung (Poorly-graded sand with clay)

Cu > 4 dan 1 > Cc > 3 dan tanah halus adalah ML atau MH

SP-SM Pasir gradasi buruk dengan lanau (Poorly-graded sand with silt)

Prosentasi campuran tanah lolos saringan No. 200

Kriteria USC Klasifikasi

Simbol Pengertian

Lebih dari 12 %

tanah halus adalah CL atau CH (Nilai LL dan PL di atas garis A)

SC Pasir kelempungan (Clayey sand)

tanah halus adalah ML atau MH (Nilai LL dan PL di bawah garis A)

SM pasir kelanauan (Silty sand)

tanah halus

diklasifikasikan sebagai adalah CL-ML (Nilai LL dan LL di daerah

arsiran/ shaded area)

SC-SM Pasir kelanuan kelempungan

(Silty Clayey sand)

Lanau & Lempung (silt and clay)

Diameter < 0,075 mm Lolos saringan No.#200

Unified Soil Classification System

(USCS)

1. Apabila tanah yang lolos saringan No. 200 lebih dari 50%, maka dikategorikan sebagai tanah berbutir halus, yaitu lempung dan lanau.

2. Penamaan klasifikasi tanah ini didasarkan pada tipe plastisitasnya.

3. Dilakukan uji batas cair (LL) dan uji batas plastis (PL).

Berdasarkan hasil uji LL dan PL kemudian diplotkan pada Bagan Plastisitas (Plasticity Chart), maka dapat ditentukan tipe tanah.

Note:

Sesuai ASTM diperlukan uji batas cair menggunakan sampel oven-dried dan undrained. Perbandingan dried to undrained disebut Liquid limit ratio (LLR)

26

Aplikasi Bagan Plastisitas

27

Liquid Limit Kriteria USC Klasifikasi

Simbol Pengertian

Nilai LL kurang dari 50%

(sebelah kiri LL 50%)

LLR < 0,75 OL Lempung atau lanau organik

(Organic silt or clay) LLR > 0,75 dan PI < 4 atau

plot pada bagan plastisitas di bawah garis A

ML Lanau anorganik

(Inorganic Silt)

LLR > 0,75 dan PI > 7 atau plot pada bagan plastisitas di atas garis A

CL Lempung plastistas rendah (Lean Clay)

LLR > 0,75 dan PI > 7 atau plot pada bagan plastisitas di dalam daerah arsiran (shaded area)

CL-ML Lempung kelanuan (Silty clay)

29

Liquid Limit Kriteria USC Klasifikasi

Simbol Pengertian

Nilai LL lebih dari 50%

(sebelah kanan LL 50%)

LLR < 0,75 OH Lempung atau lanau organik

(Organic silt or clay) LLR > 0,75 dan PI < 4 atau

plot pada bagan plastisitas di bawah garis A

MH Lanau elastis/ lanau plastisitas tinggi

(Elastisc Silt) LLR > 0,75 dan PI > 7 atau

plot pada bagan plastisitas di atas garis A

CH Lempung plastistas tinggi (Fat Clay)

Gambut (Peat)

Tanah dengan kandungan organik relatif tinggi. Kandungan organik lebih dari 20% berat tanah,

30

Kriteria tanah Klasifikasi

Symbol Penamaan

Kandungan utama bahan organik, berwarna

gelap dan berbau organik Pt Gambut (Peat)

Penamaan klasifikasi tanah dua simbol

Dua kondisi tanah digunakan 2 simbol:

1. Tanah berbutir kasar dengan 5% - 12% berbutir halus

digunakan 2 simbol, karena:

Kandungan tanah berbutir halus 7 % sudah cukup untuk merubah permeabilitas tanah berbutir kasar (dari permeable menjadi impermeable)

For example: SP-SM, poorly graded sand with silt

Simbol pertama mengindikasikan apakah fraksi kasar bergradasi baik atau buruk. Simbol kedua menjelaskan kandungan tanah berbutir halus.

31

Penamaan klasifikasi tanah dua simbol

2. Tanah berbutir halus di dalam shaded zone. (PI antara 4 - 7 dan LL antara 12 - 25).

Pada daerah shaded zone ini sulit membedakan antara tanah kelanauan (silty)

dan kelempungan (claylike).

CL-ML: lempung berlanau, SC-SM: pasir berlempung atau pasir berlanau.

3. Tanah mengandung fraksi butiran halus dan kasar yang sebanding

^.

mungkin menggunakan dua simbol misal: GM-ML (kerikil berlanau)

32

Cara melakukan klasifikasi tanah

33

Coarse-grained material

Grain size distribution

Fine-grained material LL, PI

(Santamarina et al., 2001)

contoh

34

Lolos No.200 sieve

= 30 %

Lolos No.4 sieve = 70 %

LL= 33 < 50% (low plasticity)

PI= 12

PI= 0.73(LL-20), A- line

PI=0.73(33-

20)=9.49 (di atas A- line)

SC

(Clayey sand with

gravel)

(Santamarina et al., 2001)

Highly (berarti yang tertahan No.200

sieve = 70 %)

(berarti yang tertahan No.4 sieve = 30 %

dari 70%

A-line:

PI = 0,73 (LL-20) Apabila nilai LL = 33%

Berapa nilai PI..? Tepat di garis A PI = 0,73 (33-20) = 9,49%

Metode USCS

Contoh soal .1

Diketahui data suatu sampel tanah menurut analisis saringan adalah D₁₀ = 0.2 mm, D₃₀ = 0.73 mm dan D₆₀ = 1.27 mm dan persentase lolos saringan no.4 = 77.5 % dan persentase lolos saringan no.200 = 4 %

Klasifikasikan menurut sistem USCS !

Penyelesaian

• Karena lebih dari 50% tanah tertahan pada saringan no.200 maka tanah dikelompokkan menjadi tanah butir kasar (coarse grained).

• Karena kurang dari 5% lolos saringan no.200, maka konsistensi bukan faktor menentukan untuk klasifikasi tanah.

• Persentase fraksi pasir (sands) tertahan saringan no.200 > dari persentase gravel (100 – 77.5 = 22.5%gravel dan 77.5 – 4 = 73.5%sands) maka tanah digolongkan sands,

• maka perlu dihitung nilai Cu dan Cc

�

�

_�

= 1,27

0,2 =6,35

�

_�

= ( 0,73 )

²

(0,2 � 1,27 ) =2,1

Dengan melihat diagram chart maka tanah dikelompokkan

menjadi SW

American Association Of State Highway And Transportation Officials System

(AASHTO)

METODE AASHTO

Sistem ini dikembangkan pada tahun 1929 sebagai Public Road Administration Classification System

Prosedur pengelompokkan dengan sistem ini memerlukan data-data antara lain data analisis ukuran partikel, batas cair (LL) dan indek plastisitas (IP) dan proses pengerjaannya dari kiri ke kanan sampai didapat kelompok tanah yang tepat

Tanah dikelompokkan ke dalam tujuh kelompok besar , yaitu A-1 sampai dengan A-7.

Pengelompokkan dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

• Tanah yang berbutir (granular soils) merupakan tanah yang 35% atau kurang lolos ayakan no.200 sehingga dikelompokkan menjadi A-1, A-2 dan A-3.

• Tanah lanau-lempung (silt-clay minerals) merupakantanah yang lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos

ayakan no.200 dikelompokkan sebagai yaitu A-4, A-5, A-6 dan A-7.

Definisi Ukuran Butiran

41

Boulders Grav el

Sand Silt-

Coarse Fine

Clay

75 mm No.4

4.75

mm No.40

0.425 mm

No.200 0.075

mm

No specific grain

size-use Atterberg

limits

Petunjuk

a.

Terdapat 8 group utama: A1~ A7 (dengan beberapa subgroups) dan organic soils A8

b.

Uji yang diperlukan adalah analisa saringan dan Atterberg limits.

c.

Indeks group merupakan perumusan empiris, digunakan untuk menentukan tanah di dalam group (subgroups).

d.

Tujuan sistem klasifikasi AASHTO digunakan untuk konstruksi jalan (penilaian

subgrade).

A4 ~ A7

A1 ~

Material Berbutir A3

 35% pass No. 200 sieve

Material Silt-clay

>36% pass No. 200 sieve

Gunakan LL and PI untuk

memisahkan material silty dari material clayey

Gunakan LL and PI untuk

memisahkan material silty

dari material clayey (only for

A2 group)

43

Skema Sistem

AASHTO

Indeks Group

Khusus untuk Group A-2-6 and A-2-7

Pada umumnya, tingkat kualitas pavement subgrade berbanding terbalik dengan indek group, GI.

Makin tinggi nilai GI, pavement subgrade makin buruk

Ditentukan oleh nilai LL

Ditentukan oleh nilai PI

F

₂₀₀

: persentase lolos saringan No.200

Ditentukan oleh nilai PI

 F 35   0,2 0,005  LL 40   0,01  F 15  PI 10 

GI 

₂₀₀

   

₂₀₀

 

10) 15)(PI

0.01(F

GI 

₂₀₀

 

Klasifikasi

Das, 1998

Klasifikasi(Cont.)

46

Das, 1998

Note:

The first group from the left to fit the test data is the correct AASHTO

classification.

Example

Lolos No.200 = 86% LL=70

LL-30=40 >

PI=32

A-7-5(33)

PI=32

48

Korelasi antara USCS & AASHTO

49

TERIMA KASIH