JENIS DAN SIFAT KETEKNIKAN TANAH

TANAH

Tanah
1. PENGERTIAN TENTANG TANAH

2. FUNGSI TANAH
3. PEMBENTUKAN DAN JENIS
TANAH
4. SIFAT FISIK DAN KETEKNIKAN
TANAH

PENGERTIAN TENTANG TANAH:
Ahli geologi akhir abad XIX mendefinisikan tanah sebagai lapisan
permukaan bumi yang berasal dari bebatuan yang telah mengalami
serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya alam, sehingga membentuk
regolit yaitu lapisan partikel halus.

Ahli Pedologi mendefinisikan tanah sebagai bahan padat (bahan mineral
atau bahan organik) yang terletak dipermukaan, yang telah dan sedang
serta terus menerus mengalami perubahan yang dipengaruhi oleh faktorfaktor: (1) bahan induk, (2) iklim, (3) organisme, (4) topografi, dan (5)
waktu.

FUNGSI
TANAH

1. Tempat tumbuh dan
berkembangnya
perakaran tanaman
2. Penyedia kebutuhan
primer tanaman (air,
udara, dan unsur-unsur
hara)
3. Penyedia kebutuhan
sekunder tanaman
4. Sebagai habitat biota tanah,
baik yang berdampak positif
maupun negatif
5. Lokasi pembangunan
berbagai infrastruktur.

TANAH

RESIDUAL
•O Horizon - Bagian atas, lapisan tanah organik, yang terdiri dari humus
daun dan alas (decomposed masalah organik).
•A Horizon - juga disebut lapisan tanah, terdiri dari humus (decomposed
masalah organik) dicampur dengan partikel mineral.
•E Horizon - Ini eluviation (leaching) adalah lapisan warna terang terrdiri dari
pasir dan lumpur, setelah kehilangan sebagian besar dari tanah liat dan
mineral sebagai bertitisan melalui air tanah (dalam proses eluviation).
•B Horizon - juga disebut lapisan tanah sebelah bawah - Mengandung tanah
liat dan mineral deposit (seperti besi, aluminium oxides, dan calcium
carbonate) yang diterima dari lapisan di atasnya ketika mineralized bertitisan
air dari tanah di atas.
•C Horizon - juga disebut regolith: Terdiri dari sedikit rusak bedrock-up.
Tanaman akar tidak menembus ke dalam lapisan ini, sangat sedikit bahan
organik yang ditemukan di lapisan ini.
•R Horizon - The unweathered batuan (bedrock) yang lapisan bawah semua
lapisan lainnya.

Pelapukan berlangsung sangat intensif dan menghasilkan
tubuh tanah (tanah residual).

Tanah residual umumnya berada pada permukaan lahan,
dimana banyak berkaitan dengan permasalahan geologi
teknik terutama kekuatan dan daya dukungnya.
Tanah residual umumnya mempunyai tingkat kembang tinggi
apabila jenuh air sehingga menyebabkan penurunan
parameter ketahanannya (strength parameters).
Hal ini menyebabkan lereng dengan material tanah residual
akan berkurang kuat gesernya dan bertambah bobot masa
tanah.

PEMBENTUKAN DEPOSIT TANAH

PENDAHULUAN:
► Untuk maksud teknis tanah dapat didefinisikan sebagai "bahan

yang belum terkonsolidasi di atas batuan padat (solid)".

► Tanah merupakan produk sampingan deposit akibat pelapukan

batuan kerak bumi dan/atau batuan yang tersingkap dalam

matriks tanah.

Tanah:
Himpunan mineral, bahan organik, dan

endapan-endapan yg relatif lepas (loose) yg
terletak di atas batuan dasar (bedrock)
Proses pelapukan batuan atau proses geologi
lainnya yg tjd di permukaan bumi emmbentuk
tanah
Pembentukan tanah : - proses fisik
- proses kimia

Proses fisik tjd krn pengaruh:
Erosi
Angin
air,
Es
Manusia
Perubahan suhu / cuaca

PEMBENTUKAN TANAH AKIBAT PELAPUKAN
(WEATHERING)
► Pelapukan batu menghasilkan bahan dari mana batuan sedimen

terbentuk dan menghasilkan tanah
► Pelapukan dapat bersifat mekanis/fisika atau kimiawi.
Pelapukan Mekanis
►

►

►

Pelapukan mekanis terjadi apabila
batuan berubah menjadi fragmen yang
lebih kecil tanpa terjadinya suatu
perubahan kimiawi.
Penyebab pelapukan mekanis:


Pengaruh iklim (temperatur dan
curah hujan)

Eksfoliasi
(exfoliation/pengupasan)

Erosi oleh angin dan hujan

Abrasi

Kegiatan organic

Pelapukan Kimiawi
►

►

Pelapukan
kimiawi
meliputi

perubahan
mineral
batuan
menjadi senyawa mineral yang
baru.
Proses yang terjadi antara lain :

Oksidasi

Pelarutan (solution)

Pelumeran (leaching)

Hidrolisi

Klasifikasi tanah menurut deposit pembentukannya:
- tanah residu (residual soil)
- tanah yang dipindahkan (transported soil)

PEMBENTUKAN TANAH AKIBAT

PELAPUKAN
Residual Soil:
►
►

Terbentuk pada lokasinya yang sekarang
melalui pelapukan batuan dasar
Cenderung mempunyai karakteristik:
Mengandung
mineral
yang
telah
mengalami pelapukan dari batuan
dasar.
Partikelnya cenderung berbentuk persegi
atau agak persegi
Ukuran butiran tidak terbatas, maksudnya
kalau tanah tersebut diayak, maka
partikel yang lolos saringan akan
tergantung pada waktu dan energi

yang dipakai saat proses pengayakan.

Transported soil:
►

►

Terbentuk dari pelapukan batuan di satu
tempat dan sekarang dijumpai pada
tempat yang lain
Bahan pemindah antara lain:
 Air (alluvial soils)
 Gletser (glacial soils)
 Angin (aeolian soils)
 Gravitasi (colluvial soils)
 Danau (lacustrine soils)
 Laut (marine soil)

A

AB

Tanah residual:
Tanah hasil pelapukan yg msh berada di

tempat asalnya
Tanah terangkut (transported soil) : tanah yg
sudah berpindah tempatnya
Lempung: jenis tanah yg bersifat kohesif dan
plastis
Pasir : tanah yg tdk kohesif dan tdk plastis
Lihat gbr klasifikasi butiran tanah pada
Hardiyatmo (2006:2)

Ukuran partikel tanah bervariasi dari 100

mm 4,75 mm)
- Pasir (4,75 mm - 0,075 mm)
- Lanau/lempung ( 4 (kerikil)
Cu > 6 (pasir)

Latihan soal 1.1

LATIHAN SOAL 1.1

No. Ayakan

Diameter
(mm)

Massa tertahan
(g)

Persen tertahan
(%)

Persen lolos
(%)

4

4.750

0

0

100

10

2.000

21.6

4.80

95.2

20

0.850

49.5

11

84.2

40

0.425

102.6

22.8

61.4

60

0.250

89.1

19.8

41.6

100

0.150

95.6

21.24

20.36

200

0.075

60.4

13.42

6.93

loyang

-

31.2

6.93

0

450

100

LATIHAN SOAL 1.1

LATIHAN SOAL 1.1

D10 = 0.086 mm
D30 = 0.200 mm
D60 = 0.400 mm

C u  = 

D 60
D 10



0.400
0.086
2

 4.65

D 30
0.200 2
C c  = 

1.16
D60  x  D 10 0.400 x0.086

SIFAT FISIK DAN TEKNIK tanah
Tanah di alam terdiri dari campuran
butiran – butiran mineral dengan atau
tanpa kandungan bahan organik.
Sifat-sifat teknis tanah, kecuali dipengaruhi oleh
sifat batuan induk yang merupakan material
asalnya, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar
yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan
batuan tersebut.

1. Identifikasi tanah:
Batuan dasar (Bad rock)
Batuan yang masih berada di tempat aslinya, biasanya menyebar, baik ke arah vertikal
maupun horisontal. Material ini, umumnya berada di bawah tanah dengan kedalaman
yang bervariasi.

Batu Boulder
Batu ini merupakan pecahan dari batuan dasar, umunmya berdiameter di antara 25
sampai 30 cm. Batuan lebih kecil dari boulder disebut coblles (diameter 5 sampai 7,5 em)
dan pebbles (minimum berdiameter 1/8 sampai ¼ inci). Namun penamaan tersebut
bergantung pada klasifikasi mana yang dipakai.

Lanau Organik
adalah tanah berbutir halus yang terdiri dari fraksi-fraksi tanah mikroskopis yang
mengembangkan plastisitas atau kohesi
Butiran lempung
lebih halus dari lanau, merupakan kumpulan butiran mineral kristalin yang
bersifat mikroskopis dan berbentuk serpihan-serpihan atau matrik. Material ini
bersifat plastis, kohesif dan mempunyai kemampuan menyerap ion-ion

Istilah dalam identifikasi tanah yang khusus:
Caliche adalah : gumpalan yang terdiri dari pasir, kerikil dan lempung
yang terikat oleh karbonat. Caliche umumnyaterdapat
dilokasi kering atau gersang.
Loam adalah: campuran pasir, lempung dan lanau yang proporsinya
hampir sama. Loam juga disebut tanahatas atau topsoil
Gumbo adalah :material lempung atau loam yang sangat ulet
(tidak mudah putus) pada saat basah.
Muck adalah lapisan tipis campuran tanah berair dengan material organik
Gambut (peat) adalah tanah yang berasal dari pembusukan material
Organik.

2. Analisis Ukuran Butiran
Variasi ukuran butir tanah dan proporsi distribusinya merupakan indikator yang
sangat berguna untuk mengetahui perilaku tanah dalam mendukung beban.
Sebagai contoh, jika tanah terdiri dari berbagai macam ukuran butiran, maka
tanah tersebut akan lebih padat dan stabil daripada tanah yang terdiri dari
butiran-butiran yang seragam. Karena tanah yang berisi berbagai macam
ukuran butiran mempunyai sifat-sifat yang baik, maka tanah ini disebut
bergradasi baik (well graded). Sebaliknya, tanah yang terdiri dari sedikit variasi
ukuran butiran, kurang dapat mendukung beban dengan baik. Tanah ini disebut
tanah bergradasi-buruk (poorly-graded), yang umumnya sangat sulit
dipadatkan, terutama saat kering.

Distribusi ukuran butir tanah berbutir kasar ditentukan dari analisis saringan. Ukuran
saringan terkecil, umumnya, dipakai saringan nomer 200 standar Amerika, atau ukuran
diameter lubang 0,075 mm. Karena ukuran ini sangat dekat dengan batas ukuran
butiran lanau dan pasir, maka saringan nomer 200 sering dipakai untuk memisahkan
antara material berbutir kasar dan yang berbutir halus, ketika hanya dipakai analisis
saringan saja.

3. Jenis dan Sifat-sifat Teknis Tanah
a)Tanah Granuler
b)Tanah Kohesif
c)Tanah-tanah Lanau dan Loess
d)Tanah Organik

B. Tanah Granuler

pasir, kerikil, batuan, dan campurannya, mempunyai sifat-sifat teknis yang
sangat baik

Sifat sifat tanah tersebut, antara lain:
1. Merupakan material yang baik untuk mendukung bangunan dan badan jalan, karena
mempunyai kapasitas dukung yang tinggi dan penurunan kecil,
2. Merupakan material yang baik untuk tanah urug pada dinding penahan tanah, struktur
bawah tanah,
3. Tanah yang baik untuk timbunan, karena mempunyai kuat geser yang tinggi.
4. Bila tidak dicampur dengan material kohesif, tidak dapat digunakan sebagai bahan
tanggul, bendungan, kolam, dan lain- lain, karena permeabilitasnya besar. Galian pada
tanah granuler yang terendam air memerlukan penanganan air yang baik.

Faktor yang berpengaruh terhadap sifat teknis
pada tanah granular

1. Kerapatan relatif
2. Bentuk dan ukuran butiran
3. Kapasitas dukung

Kerapatan relatif
Kuat geser dan kompresibilitas tanah granuler
tergantung dari kepadatan butiran yang biasanya
dinyatakan dalam kerapatan relatif (Dr).
Tanah yang mewakili kondisi lapangan, diuji di
laboratorium untuk ditentukan berat volume
maksimurnnya dengan alat uji pemadatan
tertentu. Dalam praktek, kerapatan relatif dapat
ditentukan dari uji penetrasi, contohnya alat uji
penetrasi standar (SPT).

bentuk dan ukuran butirannnya
. Semakin besar dan kasar permukaan butiran,
semakin besar kuat gesemya. Oleh pengaruh
gaya geser, butiran yang kecil mudah sekali
menggelinding, sedang pada butiran yang
besar, akibat geseran, butiran akan memasak
satu sama lain. Demikian pula mengenai
gradasinya, jika gradasi semakin baik,
semakin besar kuat geserya.

Kapasitas dukung

Tanah pasir yang juga merupakan material
granuler, mempunyai kapasitas dukung dan
kompresibilitas yang sarna seperti kerikil.
Namun, jika tidak padat, nilai kapasitas dukung
menjadi rendah oleh persyaratan besamya
penurunan.
Galian pada pasir lepas (tidak rekat) umumnya
menimbulkan masalah pada kestabilan lereng
galiannya, karena mudah longsor.

(b) Tanah Kohesif
Tanah kohesif, seperti: lempung, lempung berlanau, lempung berpasir atau
berkerikil yang sebagian besar butiran tanahnya terdiri dari butiran halus.
Kuat geser tanah jenis ini ditentukan terutama dari kohesinya.
Tanah-tanah kohesif, umumnya, mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
(1) Kuat geser rendah.
(2) Bila basah bersifat plastis dan mudah mampat (mudah turun).
(3) Menyusut bila kering dan mengembang bila basah.
(4) Berkurang kuat gesemya, bila kadar air bertambah.
(5) Berkurang kuat gesemya, bila struktur tanahnya terganggu.
(6) Berubah volumenya dengan bertambahnya waktu, akibat rayapan (creep)
pada beban yang konstan.
(7) Merupakan material kedap air.
(8) Material yang jelek untuk tanah urug, karena menghasilkan tekanan lateral
yang tinggi

sifat-sifat tanah kohesif yang perlu ditentukan adalah
 Kadar air,
 Berat volume dan
 Angka pori,
 Kuat geser






 

Plastisitasdan konsistens
Sensitifitas,
Kompresibilitas (kemudahan mampat)
Kembang susut.
Kapasitas dukung

Plastisitas dan konsistensi

Batas cair (Liquid Limit, LL)
Batas plastis (Plastic Limit, PL)
Batas susut (Shrinkage Limit, SL)
Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Batas cair (Liquid Limit, LL)
dalah nilai kadar air pada batas antara keadaan cair dan plastis.
Pada keadaan ini, butiran-butiran terse bar dan didukung oleh air.
Jika kadar air berkurang, misalnya akibat dikeringkan, perubahan
volume yang terjadi adalah akibat berkurangnya air. Jadi, hilangnya
kandungan air sarna dengan pengurangan volume.

Batas plastis (Plastic Limit,
Adalah kadar air tanah pada kedudukan
PL)

antara plastis dan
semipadat. Pada pengurangan kadar air selanjutnya, terdapat suatu
batas di mana pengurangan kadar air selanjutnya, butiran-butiran
tidak dapat lagi mendekat satu sarna lain dan volume tanah tidak
berubah, dan kemudian, tanah menjadi retak-retak. Pada kondisi
seperti ini, tanah lempung berubah wamanya. Kadar air pada
kedudukan ini, disebut batas susut.

Batas susut (Shrinkage Limit, SL)
Adalah kadar air di mana pengurangan kadar air selanjutnya
tidak mengakibatkan perubahan volume tanah. Penentuan batasbatas plastis antara lain berguna untuk membedakan
kemungkinan dua tanah yang mempunyai gradasi yang sarna,
namun mempunyai sifat yang berbeda.

Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
interval kadar air di mana tanah tetap dalam kondisi plastis, dan
juga menyatakan jumlah relatif partikel lempung dalam tanah.
Jika PI tinggi, maka , tanah banyak mengandung butiran
lempung. Jika PI rendah, hal ini terdapat pada kebanyakan tanah
lanau, sedikit pengurangan kadar air mengakibatkan tanah
menjadi kering. Sebaliknya, bila kadar air sedikit bertambah,
tanah menjadi cair.

 CH = lempung plastisitas tinggi
 CL = lempung plastisitas rendah
 MH = lanau plastisitas tinggi
 ML = lanau plastisitas rendah
  OH = lanau organik plastisitas tinggi
 OL = lanau organik plastisitas rendah

Sensitifitas,
Sensitifitas didefinisikan sebagai rasio kuat geser takterdrainasi dalam kondisi tidak terganggu terhadap kuat
geser tak-terdrainasi yang sudah berubah dari susunan
Sensitifitas
Jenis
tanah aslinya, pada kadar air yang sarna
1
1. - 2
2. - 4
3 - 8
8 - 16
>16

Lempung tak sensitif
Lempung sensitif rendah
Lempung sensitif sedang
Lempung sensitif
Lempung ekstra sensitif
Quick clay

Kompresibilitas (kemudahmampatan)
Sifat kompresibilitas atau sifat mudah mampat tanah kohesif tergantung
dari sejarah geologi tanahnya, apakah tanah tersebut terkonsolidasi
normal (normally consolidated)
atau terkonsolidasi berlebihan
(overconsolidated). Pada beban yang sarna, tanah terkonsolidasi normal
akan mengalami penurunan lebih besar daripada tanah yang
terkonsolidasi berlebihan
Tanah berbutir halus yang jenuh air dan dibebani, akan terkompresi,
karena permeabilitas tanah ini kecil, pengurangan volume tanah
memerlukan waktu lama, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh air pori
untuk meninggalkan lapisan tertekan hingga tekanan air porinya dalam
keseimbangan dengan tekanan air akibat kedudukan air tanahnya
(tekanan hidrostatis). Pengurangan volume tanah akibat pembebanan ini
akan mengakibatkan penurunan tanah.
 

Kembang-susut
Sifat mudah mengembang dan menyusut tanah lempung dapat dikarakteristikkan
dari batas plastis (PL) dan indeks plastisitas (PI) yang tinggi.
Beberapa lempung akan mengembang bila kadar air bertambah dan menyusut
bila kering.

Kapasitas dukung
Perilaku lempung dalam mendukung beban fondasi sangat
bergantung pada sejarah geologi, kadar air dan kandungan
mineralnya. Tanah lempung lunak, sedang, atau kaku, tergantung
dari kadar air
Pada waktu kering, tanah ini dapat sangat keras dan menyusut yang
disertai retakan. Waktu basah, kuat geser akan turun dan lempung
menjadi mengembang

(c) Tanah-tanah Lanau dan Loess
Lanau adalah material yang butiran-butirannya lolos saringan
no. 200. Peck, dkk. (1953) membagi tanah ini menjadi 2
kategori, yaitu lanau yang dikarakteristikkan sebagi tepung
batu yang tidak berkohesi dan tidak plastis, dan lanau yang
bersifat plastis
Lanau mempunyai sifatsifat yang tidak menguntungkan,
seperti:
(1) Kuat geser rendah, jika diberikan beban.
(2) Kapilaritas tinggi,
(3) Permeabilitas rendah r
(4) Kerapatan relatif rendah dan sulit dipadatkan

Lanau alluvial,
umumnya, banyak mengandung air dan
berkonsistensi lunak.
 Tanah ini bila digali, karena akan selalu
longsor.
Lanau merupakan tanah pendukung yang
lemah dengan kapilaritas tinggi.
Tanah ini biasanya tidak plastis dan kuat
gesemya rendah bila kering.

Loess adalah
Material lanau yang diendapkan oleh angin
dengan diameter butiran kira-kira 0,06 mm.

Partikel-partikelnya, biasanya mempunyai
rekatan karena adanya kalsium karbonat.
 Karakteristik
loess
umumnya
merupakan
endapan yang tidak padat dengan berat volume
kira-kira 10 kN/m3
Bila mengandung material pengikat (lempung
atau kapur), pada kondisi kering, tanah ini bisa
digali pada tebing yang mendekati vertikal.

(d) Tanah Organik
Semua tanah yang mengandung bahan organik,

yang mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah,
disebut tanah organik.
Tanah dengan kandungan bahan organik yang
tinggi mempunyai kuat geser rendah, mudah
mampat, bersifat asam, dan sifat-sifat lain yang
dapat merusak material bangunan

Gambut (peat) merupakan material organik
yang jelek, karena sangat mudah mampat.

4. Klasifikasi Tanah
Klasifikasi tanah berguna sebagai petunjuk
awal dalam memprediksi kelakuan tanah.
Dalam sistem klasifikasi Unified, secara garis
besar, tanah dibagi dalam 2 kelompok:
kelompok tanah berbutir kasar dan tanah
berbutir halus yang didasarkan material yang
lolos saringan nomer 200 (diameter 0,075 mm).

Kelompoknya jenis-jenis tanah adalah:
 
G = kerikil (grave!)
S =vpasir (sand)
M = lanau (silt, huruf M singkatan dari MO, bahasa Skandinavia)
C = lempung (clay)
O = organik (organic)
Pt = gambut (peat)
Klasifikasi tanah dalam istilah- istilah:
 
W = gradasi baik (well graded)
P = gradasi buruk (poor graded)
 
L = plastisitas rendah (low plasticity)
H = platisitas tinggi (high plasticity)