Mekanika Tanah 1 Fakultas Program Studi

MODUL PERKULIAHAN

Mekanika
Tanah 1
Batas – Batas Atterberg

Fakultas

Program Studi

Teknik Perencanaan
dan Desain

Teknik Sipil

Tatap Muka

Kode MK

Disusun Oleh

03

MK10230

Ir. Desiana Vidayanti, MT

Abstract

Kompetensi

Salah satu parameter Index Properties
tanah adalah batas – batas atterberg.
Batas – batas atterberg merupakan
nilai kadar air yang dinyatakan sebagai
LL (liquid Limit), PL (Plastic Limit) dan
SL (Shrinkage Limit) dimana nilai –
nilai tersebut di dapat dari hasil
pengujian laboratorium.

Mahasiswa

memahami
pengujian dan perhitungan
batas atterberg yang meliputi
Limit), PL (Plastic Limit)
(Shrinkage Limit).

prosedur
batas –
LL (Liquid
dan SL

‘1
3

2

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning

http://www.mercubuana.ac.id

1. Batas – batas Atterberg
Apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat
diremas-remas tanpa menimbulkan retakan . Sifat kohesif ini disebabkan oleh karena
adanya air yang terserap di sekeliling permukaan dari partikel lempung. Pada awal tahun
1900 an seorang ilmuwan dari Swedia bernama Atterberg menjelaskan pengaruh dari variasi
kadar air terhadap konsistensi tanah berbutir halus. Bila kandungan air sangat tinggi , maka
campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh sebab itu atas
dasar kandungan air pada tanah, dapat dipisahkan ke dalam empat keadaan dasar , Yaitu :
padat, semi padat, plastis dan cair seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini .

Padat/solid

semi padat/semi solid

plastis

cair

Kadar air bertambah

Batas Susut (SL)

Batas Plastis (PL)

Batas Cair (LL)

Gambar 3. Pengertian batas-batas Atterberg
Kadar air dinyatakan dalam prosen , dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke semi
padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limits). Kadar air dimana transisi dari
keadaan semi padat ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis (plastic limits), dan
dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limits).
Batas-batas ini dinamakan dengan BATAS-BATAS ATTERBERG
Karena batas-batas Atterberg adalah kadar air dimana perilaku tanah berubah, keadaan ini
dapat dihubungankan dengan kurva tegangan-regangan yang dihasilkan pada Gambar 4.

‘1
3

3

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Gambar 4. Hubungan tegangan –regangan pada masing-masing fase tanah

‘1
3

4

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

2. Pengujian Batas Cair, Batas Plastis dan
Batas Susut
Pengujian tersebut dilakukan di laboratorium berdasarkan ASTM sbb :
Batas cair (LL)
Batas plastis(PL)
Batas susut

ASTM D-423 c
ASTM D-424
ASTM D-427

2.1 Batas Cair
Skema dari alat (tampak samping) yang digunakan untuk menentukan batas cair
diberikan dalam Gambar 5 Alat tersebut terdiri dari mangkok kuningan yang bertumpu
pada dasar karet yang keras . Mangkok kuningan dapat diangkat dan dijatuhkan di atas
dasar karet keras tersebut dengan sebuah pengungkit eksentris (cam) dijalankan oleh
suatu alat pemutar.
Untuk melakukan uji batas cair, pasta tanah diletakkan dalam mangkok kuningan
kemudian digores tepat di tengahnya dengan menggunakan alat penggores standar

(gambar 5b).
Dengan menjalankan alat pemutar , mangkok kemudian dinaikturunkan dari ketinggian
0,3937 in (10 mm). Kadar air dinyatakan dalam persen, dari tanah yang dibutuhkan
untuk menutup goresan yang berjarak 0,5 in (12,7 mm) sepanjang dasar contoh tanah di
dalam mangkok (lihat gambar 2.3c dan 2.3d) sesudah 25 pukulan didefinisikan sebagai
batas cair (liquid limit).
Untuk mengatur kadar air dari tanah yang bersangkutan agar dipenuhi persyaratan di
atas ternyata sangat sulit. Oleh karena itu kalau dilakukan uji batas cair paling sedikit
empat kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang berbeda-beda sehingga
jumlah pukulan N, yang dibutuhkan bervariasi antara 15 dan 35. Kadar air dari tanah,
dalam persen, dan jumlah pukulan masing-masing uji digambarkan di atas kertas grafik
semi log (Gambar 6). Hubungan antara kadar air dan log N dapat dianggap sebagai
garis lurus. Garis lurus tersebut dinamakan sebagai kurva aliran (flow curve). Kadar air
yang bersesuaian dengan N = 25, yang ditentukan dari kurva aliran, adalah batas cair
dari tanah yang bersangkutan.

‘1
3

5

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Kemiringan dari garis aliran (flow line) didefinisikan sebagai indeks aliran (flow index)
dan dapat ditulis sebagai :

If 

w1  w2
N2
log
N1

dimana :
If

= indeks aliran

w1 = kadar air, dalam persen dari tanh yang bersesuaian dengan jumlah pukulan N1
w2 = kadar air, dalam persen, dari tanah yang besesuaian dengan jumlah pukulan N2
Jadi, persamaan garis aliran dapat dituliskan dalam bentuk yang umum, sebagai berikut
w  If log N  C

Atas dasar hasil analisis dari beberapa uji batas cair, US waterways Experiment Station,
Vicksburg, Mississippi (1949) mengajukan suatu persamaan empiris untuk menentukan
batas cair yaitu :

 N 
LL 

 25 

tan 

dimana :

N

=

jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk menutup goresan selebar 0,5 in
pada dasar contoh tanah yang diletakkan dalam mangkok kuningan
dari alat uji batas cair.

‘1
3

WN

=

kadar air dimana untuk menutup dasar goresan dari contoh tanah dibutuhkan
pukulan sebanyak N

tan β

=

0,121 (harap dicatat bahwa tidak semua tanah mempunyai harga tan β =0,121)

6

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Gambar 5. Uji batas cair : a) alat untuk uji batas cair, b) alat untuk menggores, d)contoh
tanah sebelum diuji, d)contoh tanah setelah diuji

‘1
3

7

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Gambar 6. Kurva aliran

Gambar 7. Awal uji batas cair dengan contoh tanah di dalam mangkok kuningan

‘1
3

8

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Soal :
1. Dari percobaan penentuan batas cair (LL) suatu contoh tanah berbutir diperoleh
data sebagai berikut
A)
Jumlah ketukan

Kadar air %

15

77

18

74

20

72

30

65

37

61

45

59

Jumlah ketukan

Kadar air (%)

16

58.0

20

56.6

30

54.0

50

50

B)

Tentukan batas cair (LL) untuk tanah A maupun tanah B.

2.2 Batas Plastis (PL)
Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air, dinyatakan dalam persen, dimana tanah
apabila digulung sampai dengan diameter 1/8 in (3,2 mm) menjadi retak-retak. Batas plastis
adalah batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah. Cara pengujiannya sangat
sederhana, yaitu dengan cara menggulung tanah berukuran elipsoida dengan telapak
tangan di atas kaca datar ( gambar 8a dan 8b)
‘1
3

9

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Indeks Plastisitas (plasticity index (PI)) adalah perbedaan antara batas cair dan batas
plastis suatu tanah, atau :

PI  LL  PL

Gambar 8. Uji batas plastis. a) Contoh yang sedang digulung,
b)gulungan tanah yang retak-retak

2.3 Batas Susut (SL)
Suatu tanah akan menyusut apabila air yang dikandungnya secara perlahan-lahan hilang
dari dalam tanah. Dengan hilangnya air secara terus-menerus, air akan mencapai tingkat
keseimbangan dimana penambahan kehilangan air tidak akan menyebabkan perubahan
volume (gambar 9). Kadar air, dinyatakan dalam persen di mana perubahan volume suatu
massa tanah berhenti dinamakan batas susut.
‘1
3

10

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Uji batas susut di laboratorium dilakukan di laboratorium menggunakan mangkok poselin
dengan diameter kira – kira 1,75 in (44,4 mm) dan tinggi kira-kira 0,5 in ( 12,7 mm). Bagian
dalam dari mangkok diolesi vaselin kemudian diisi tanah basah sampai penuh. Permukaan
tanah di dalam mangkok kemudian diratakan dengan menggunakan penggaris yang bersisi
lurussehingga permukaan tanah tersebut menjadi sama tinggi dengan sisi mangkok. Berat
tanah basah di dalam mangkok ditentukan. Tanah dalam mangkok kemudian dikeringkan di
dalam oven. Volume dari contoh tanah yang telah dikeringkan ditentukan dengan
menggunakan air raksa.

Gambar 9. Definisi batas susut

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 9. batas susut ditentukan dengan cara berikut :
SL  wi (%)  w(%)

dimana :
wi = kadar air tanah mula-mula pada saat ditempatkan di dalam mangkok uji batas susut
Δw = perubahan kadar air (yaitu antara kadar air mula-mula dan kadar air pada batas susut
‘1
3

11

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

Tetapi :
wi (%) 

m1  m2
x100
m2

dimana :
m1 = massa tanah basah dalam mangkok pada saat permulaan pengujian (gram)
m2 = massa tanah kering (gram), lihat gambar…..
Selain itu :

w(%) 

(Vi  Vf ) w
x100
m2

dimana :
Vi = volume contoh tanah basah pada sat permulaan pengujian (yaitu volume mangkok,
cm3.
Vf = volume tanah kering sesudah dikeringkan di dalam oven
Ρw = kerapatan air (gr/cm3)
Dengan menggabungkan persamaan-persamaan di atas, maka didapat :

 m  m2
SL  1
 m2


 (Vi  Vf ) w 
(100)  
 (100)
m2




SOAL TUGAS

‘1
3

12

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

2. Hasil-hasil batas-batas Atterberg pada suatu contoh tanah memberikan hasil seperti
pada tabel berikut ini :

Uji Batas Cair (massa dalam gr)
Jumlah ketukan

17

21

No.pengujian

1a

1b

2a

Massa basah total

9,35

9,68

8,79

7,11

26
2b

30

34

3a

3b

4a

4b

5a

5b

13,69 12,16

10,11

9,27

10,31

11,08

11,50

9,59

9,20

11,35 10,19

8,67

8,02

8,84

9,42

9,78

8,31

7,77

4,05

4,10

4,07

4,10

4,10

4,07

4,05

(tanah + cawan)
Massa kering total
(tanah + cawan)
Massa cawan

4,05

Uji Batas Plastis (massa dalam gr)
Pengujian 1
Nomor cawan

A

B

Pengujian 2
C

D

Massa basah total

6,32

6,56

6,54

6,36

Massa kering total

5,94

6,15

6,12

5,97

Massa cawan

4,06

4,10

4,07

4,05

a. Tentukan batas cair tanah tersebut.
b. Tentukan batas plastis dari tanah tersebut.
c. Berapakah indeks plastisitas tanah tersebut ?

3. Dari percobaan penentuan batas cair (LL) suatu contoh tanah berbutir diperoleh
data sebagai berikut

‘1
3

13

Jumlah ketukan

Kadar air %

15

77

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

18

74

20

72

30

65

37

61

45

59

a. Tentukan batas cair (LL) untuk tanah tersebut
b. Jika plastic limit = 32% untuk tanah tersebut, dan kadar air natural di lapangan
sebesar 27%, tentukan harga PI dan LI tanah tersebut. Serta prediksikan
keadaan tanah tersebut di lapangan,
c. Berikan penjelasan apa yang dimaksud dengan LL, PL, PI dalam batas-batas
Atterberg, dan apa fungsinya dalam mekanika tanah.

Daftar Pustaka
‘1
3

14

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id

a. Braja M.Das, Noor Endah, Indrasurya B Mochtar, Mekanika Tanah (Prinsipprinsip 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.

‘1
3

15

Mekanika Tanah 1
Ir.Desiana Vidayanti,MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning
http://www.mercubuana.ac.id