5.3 Penyelidikan dan pengambilan contoh tanah dan batuan untuk .... batuan
sedimen atau batuan beku yang telah mengalami perubahan akibat tekanan dan
.
PEDOMAN
No: 003- 03 / BM I 2006
Konstruksi dan Bangunan
PekerjaanTanahDasar Buku 3 Pedomanpenyelidikandan pengujian tanahdasaruntuk pekerjaanjalan
DEPARTEMENPEKERJAAN UMUM DIREKTORAT JENDERALBINAMARGA
Prakata
Salah satu aspek penting untuk menunjang keberhasilanpembinaan jalan adalah tersedianyaNorma,Standar,Pedomandan Manual(NSPM)yang dapat diterapkandengan mudahdidalampenerapannya. Untuk mengatasipermasalahandi atas, DirektoratBina Teknik, DirektoratJenderalBina Marga,DepartemenPekerjaanUmum,menyusunPedomanPekerjaanTanahDasar. Pedomandisusundengan memperhatikan beberapaspesifikasidan penyusunanpedoman ini mengacupula pada standaryang berlaku,terutamaStandarNasionallndonesia(SNl). Sumber lain yang digunakandalam penyusunanpedoman ini adalah tulisan-tulisan dan buku-bukuyang diterbitkanoleh Bina Marga, Pusat Penelitiandan Pengembangan Jalan dan Jembatan, Asphalt lnstitute, Transport and Road Research Laboratory, American Assocrafion of State Highway and Transportation Officials, Japan Road Assocafion serta penerbit-penerbit lain. Tata cara penulisanpedomanini disusunmengikutiPedoman BSN (BadanStandardisasi Nasional)No. 8 tahun2000. Apabiladalam penerapannya dijumpaikekuranganatau kekeliruanpada pedomanini, akan dilakukanperbaikandan penyempurnaan di kemudianhari.
Jakarta, Desember2006
g,irgk{qf,{gnderalBina Marga
Daftarisi
Prakata D a f t a irs i . . . . . . . . . . . . . D a f t a tra b e l. . . . . . . . . D a f t ag r ambar P e n d a h u l u a. n. . . . . . . . . . .
. . . . . . i. . . . . . . . . .i i. . . . . . . . .i.i .i . . . . . . . . . .i .i i. . . . . . . . . . . . . . . . .i .v. . . . .
1 2 3 4 5
.1-40 .1-40 . . . . . . . . . . . .3. -. .4. 0 11-40 ......13-40 13-40 15-40 17-40
R u a n gl i n g k u p Acuannormatif lstilah d a nd e f i n i s.i. . . . . . . . . . . . . . Simbol Penyelidikan dan pengambilan contohtanah 5.1 T u j u a nd a n l i n g k u pp e n e y e l i d i k a.n. . . . . . . . . . . 5.2 Teknologibantuuntukpenyelidikan tanah 5.3 Pengambilancontoh 5.3 Penyelidikan dan pengambilan contohtanahdan batuanuntuk tujuanrekayasa 5.4 Kegunaan 5.5 Peralatan 5.6 Teknikpemetaan 5.7 Rencanaeksplorasi(explorationplan) Pengujiantanah 6.1 A n a l i s i su k u r a nb u t i r . . . . . . . . . 6.2 Beratjenistanah 6.3 P e n g u j i a kno n s i s t e n s i d ai n d e k s. . . . . . . . . . . . . . . 6.4 P e n g u j i a hn u b u n g a nb e r a ti s i d e n g a nk a d a ra i r . . . . . . . . . . . . . 6.5 P e n g u j i aC n B Rd i l a b o r a t o r i u m . . . . . . . . . . . . . .
..18-40 18-40 18-40 .19-40 ...19-40 25-40 ....25-40 .28-40 29-40 32-40 . 35-40
Daftartabel T a b e l1 . Tabel2.
Tujuanpenyelidikan .....14-40 tanahsertapengujiantambahanyangdiperlukan Proseduralternatifpengujianpemadatan 33-40
Daftar gambar
G a m b a r1 . G a m b a r2 . Gambar3. Gambar4. Gambar5. Gambar6. Gambar7.
Horizon utamatanah(Sumber: .....16-40 Asphaltlsntitute, 1993) P e ra l a taann a l i sis ( hidr om eter ukur anbutir ....................27- 40 dansar ingan) Alatpengujian .......30-40 batascairdanbatasplastis Alatpengujian batassusut 30-40 pemadatan Penumbuk dancetakanuntukpengujian 34-40 Peralatan ....37-40 untukpengujian CBRdi laboratorium ............. Contohkurvauntukmenentukan 40-40 CBRdi laboratorium .........
tll
Pendahuluan
Tanah dasar merupakanpondasibagi perkerasan,baik perkerasanyang terdapatpadajalur lalu-lintas maupunbahu.Dengandemikian,tanahdasarmerupakankonstruksi terakhiryang menerimabebankendaraanyangdisalurkanoleh perkerasan. Pada kasus yang sederhana,tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli tanpa perlakuan; sedangkanpada kasuslainyang lebihumum,tanahdasarterdiriatastanahasli padagalian atau bagianatastimbunanyangdipadatkan. Sebagai pondasi perkerasan,disampingharus mempunyaikekuatanatau daya dukung terhadap beban kendaraan,maka tanah dasar juga harus mempunyaistabilitasvolume akibat pengaruhlingkungan,terutamaair. Tanah dasar yang mempunyaikekuatandan stabilitasvolumeyang rendahakan mengakibatkanperkerasanmudahmengalamideformasi (misalgelombangatau alur)dan retak.Dengandemikian,maka perkerasanyang dibangun pada tanah dasar yang lemahdan mudah dipengaruhilingkunganakan mempunyaiumur pelayananyang pendek. Sehubungandenganhal di atas, pada pedomanini diuraikanaspek-aspekyang berkaitan denganpekerjaantanah dasar yang diharapkanmampu menahanbeban kendaraanserta tidak mudah terpengaruholeh cuaca atau lingkungan.Dengan demikian,pedoman ini diharapkanmenjadipedomanbagi pembinajalan, terutamapelaksanadi lapangan,yang menjadikesatuandenganSpesifikasi. Buku PedomanPekerjaanTanah Dasar ini disajikandalam 3 buku, denganruang lingkup sebagaiberikut: .
B u k u1 . U m u m Menguraikantentangsifat alami tanah, sifat-sifatdasar tanah, udara dalam tanah, air dalam tanah, klasifikasitanah, persyaratandan pengendalianpekerjaantanah, serta perencanaanpekerjaantanah.
.
Buku 2. Pedoman PekerjaanTanah Dasar untuk PekerjaanJalan Menguraikantentang tata cara pekerjaangalian tanah, tata cara pekerjaantimbunan tanah,tata cara pekerjaanpemadatantanah,permasalahandalam pekerjaantanah,serta keselamatankerja, pengendalianlingkungan pada pelaksanaanpekerjaan tanah, permasalahantanahdasarsertacontohperencanaandan proyekpekerjaantanah.
.
Buku 3. PedomanPenyelidikandan PengujianTanah Dasar untuk PekerjaanJalan Menguraikantentang tata cara penyelidikandan pengambilancontoh tanah, serta pengujiantanah.
IV
Pedomanpekerjaantanahdasar Buku2 Penyelidikandan pengujiantanahdasaruntuk pekerjaanjalan
1.
R u a n gl i n g k u p
Tanah dasarmerupakantanahdimanaperkerasandibangun,sebagaimanahalnyadengan bangunansipil lainnya.Pada kasusyang sederhana,tanah dasar dapat terdiriatas tanah asli tanpaperlakuan;sedangkanpada kasuslain yang lebihumum,tanahdasarterdiriatas tanahasli pada galianatau bagianatas timbunanyang dipadatkan. Sebagai prasaranatransportasidarat, perkerasanharus mempunyaipermukaanyang selalu rata dan kesat,agar para penggunajalan dapat merasanyamandan aman (safie). Karena dibangunpada tanah dasar, maka kinerja perkerasanakan sangat dipengaruhi oleh mututanahdasar. Dengandituntutnyaperkerasanyang harusselalumempunyaipermukaanyang rata,maka persyaratanutama yang harus dipenuhi tanah dasar adalah tidak mudah mengalami perubahanbentuk.Tanah dasar yang mengalamiperubahanbentuk, baik akibat beban lalu-lintasmaupun cuaca, akan mengakibatkanperkerasanmengaiamikerusakan(misal, gelombang,alur,penurunan)yang kemungkinandiikutidenganterjadinyaretak. Perubahanbentuktanah dasar dapat diakibatkanoleh kekuatanatau daya dukungyang rendah (tanah mudah runtuh),pengembangan,penyusutandan densifikasitanah dasar serta konsolidasitanah di bawahtanah dasar. Lebihjauh lagi, faktor-faktor tersebutakan tergantungpadajenis tanah,beratisi keringdan kadarair. Pedoman ini pada dasarnya menguraikanpenyelidikandan pengambilancontoh tanh d i l a p a n g a yn a n gd i l e n g k a pdi e n g a nm e t o d ep e n g u j i a n . Diharapkanpedomanini ini dapat dijadikanacuan dalam melakukanpenyelidikanserta pengujianterhadaptanahdasarpada pekerjaanjalan 2.
Acuan normatif
Penulisanmanualyang menyangkutstandar,terutamametodapengujiandan menggunakan acuansebagaiberikut:
sNl 03-1742-1989MetodePengujianKepadatanRinganuntukTanah s N r 0 3 - 1 7 4 3 -1 9 8 9MetodePengujianKepadatanBeratuntukTanah sNl 03-1744-1989MetodePengujianCBR Laboratorium s N t 0 3 - 1 9 6 6 -1 9 8 9MetodePengujianBatasPlastis s N r 0 3 - 1 9 6 7 -1 9 9 0MetodePengujianBatasCairdenganAlat Casagrande s N r 0 3 - 1 9 7 6 -1 9 9 0MetodeKoreksiuntukPengujianPemadatanTanahyang mengandung ButirKasar
s N t 0 3 - 2 8 2 8 -1 9 9 2MetodePengujianKepadatanLapangandenganAlat KonusPasir sNt 03-3423-1994MetodePengujianAnalisisUkuranButirTanahdenganAlat Hidrometer sNl 03-3637-1994Metode PengujianBerat lsi Tanah BerbutirHalus dengan Cetakan BendaUji
Pd M-29-1998-03 : MetodePengujianuntukMenentukan TanahEkspansif ',-40
Pd T-03-'1998-03: Tata Cara KlasifikasiTanah dan CampuranTanah Agregatuntuk KonstruksiJalan sNl 03-3437-1994:TataCaraPembuatan Rencana Stabilisasi TanahdenganKapuruntuk Jalan sNt 03-3438-1994 : Tata Cara PembuatanRencana Tanah dengan Semen Portland untukJalan sNt 03-3439-1994 : TataCaraPelaksanaan TanahdenganKapuruntukJalan Stabilisasi s N r0 3 - 3 4 4 0 -1 9 9 4Tata : Cara Pelaksanaan Tanahdengan Semen Portland Stabilisasi untukJalan s N t 0 3 - 4 1 4 7 -1 9 :9 6Spesifikasi KapuruntukStabilisasi Tanah Pd M-07-1998-03 : MetodePengujianKadar Semen pada CampuranSemen Tanah denganAnalisisKimia
PdT-03-1998-03 Tata Cara KlasifikasiTanah dan Campuran Tanah Agregat untuk Konstruksi Jalan
s N t 0 3 - 1 9 6 6 -1 9 :9 0MetodePengujianBatasPlastis s N l 0 3 - 1 9 6 7 -1 9 :9 0MetodePengujianBatasCair denganAlat Cassagrande. sNl 03-2417-1991 . MetodePengujianKeausanAgregatdenganMesinAbrasiLos Angeles s N t 0 3 - 4 1 4 1 -1 9 :9 6Metode PengujianGumpalanLempung dan Butir-butirMudah Pecah dalamAgregat
sNl 03-2828-1992:MetodePengujianKepadatanLapangandenganAlat KonusPasir sNt 03-3423-1994 : MetodePengujianAnalisisUkuranButirTanahdenganAlat Hidrometer sNl 03-6412-2000:Metode PengujianKadar Semen dalam CampuranSegar SemenTanah
sNl 13-6427-200Q: Metode PengujianUji Basah dan Kering CampuranTanah-Semen Dipadatkan
sNr 19-6426-2000 : Metode Pengujian Pengukuran pH Pasta Tanah-Semen untuk Stabilisasi
sNr 03-6798-2002: Tata Cara Pembuatan dan Perawatan Benda Uji Kuat Tekan dan LenturTanah-Semendi Laboratorium
s N l 0 3 - 6 8 1 7 -2 0 0 2Metode : PengujianMutuAir untukDigunakandalamBeton sNt 03-6886-2002 . Metode PengujianHubunganAntara Kadar Air dan Kepadatanpada CampuranTanah-Semen
sNl 03-6887-2002 . MetodePengujianKuatTekanBebasCampuranTanah-Semen sNt 03-1966-1990 : MetodePengujianBatas Plastis s N t 0 3 - 1 9 6 7 -1 9 :9 0MetodePengujianBatasCairdenganAlat Cassagrande s N t 0 3 - 1 9 6 8 -1 9 :9 0MetodePengujianTentangAnalisisSaringanAgregatHalusdan Kasar s N r 0 3 - 1 9 7 6 -1 9 :9 0MetodeKoreksiuntukPengujianPemadatanTanahyang Mengandung ButirKasar
sNl 03-2417-1991 : Metode Pengujian Keausan Aggregat dengan Mesin Abrasi Los Angeles
sNl 15-2049-1994 : Semen Portland sNl 03-3407-1994 . Metode PengujianSifat KekekalanBentuk Agregat terhadap Larutan NatriumSulfatdan MagnesiumSulfat
s N t0 3 - 4 1 4 1 - 1 9 9 Metode 6: PengujianGumpalanLempungdan Butir-ButirMudah Pecah dalamAgregat
sNt 03-6388-2000 : SpesifikasiAgregat Lapis Pondasi Bawah, Lapis Pondasi Atas dan LapisPermukaan
sNl 03-6412-2000 . Metode PengujianKadar Semen dalam CampuranSegar SemenTanah
s N t 1 9 - 6 4 1 3 -2 0 0 0Metode PengujianKepadatanBerat lsi Tanah
Lapangandengan Balon Karet sNr 03-6429-2000MetodePengujianKuat TekanBetonSilinderdenganCetakanSilinder di dalamTempatCetakan sNl 03-6817-2002 : MetodePengujianMutuAir untukDigunakandalamBeton 2-40
SNI03-6886-2002:MetodePengujianHubunganAntaraKadarAir dan Kepadatanpada Campuran Tanah-Semen 3.
lstilahdan definisi
3.1. air kapiler airyangdipengaruhi olehaksikapiler. 3.2. aktifitas perbandingan antaraindeksplastisdenganpersentase beratbutiryanglebihkecildari0,002 mm. 3.3. angkapoisson perbandinganantara regangandalam arah lateral terhadap regangandalam arah longitudinal, sesuaidenganarahbeban. 3.4. angkapori perbandingan antara volume udara terhadapvolume bahan padat tanah yang biasa dinyatakan dalampersen. 3.5. angkastabilitas perbandingan antarakohesidenganhasilperkalianfaktorkeamanan,baratisi tanahdan tinggilereng. 3.6. batasatterberg empattingkatkonsistensi yang didefinisikan tanahsebagaimana melaluipengujian batas cair,batasplastisdan batassusut. 3.7. batascair kadarairdimanakonsistensi plastis. tanahberubah daricairmenjadi 3.8. batasplastis kadarairdimanakonsistensi tanahberubahdariplastismenjadisemipadat. 3.9. batassusut kadarair tertinggidimanapengeringan mulaikadarair tersebut,tanahtidakmengalami penyusutan. 3.10. batuan bagi ahli geologi,batuanberartisemuaendapatalamiyang membentuk kulitbumi,baik dalambentukpadat(misalgranit),butiran(misalpasirdan kerikil)maupundalambentuk tanah (misal lempung);bagi ahli teknik sipil, batuan berartibahan padat (solid)yang biasanya tidakdapatdigalidengancaramanual.
3.11. batuan beku batuanyang berasaldari magmacairyang mendingindan membeku. 3.12. batuan metamorf batuan sedimenatau batuan beku yang telah mengalamiperubahanakibattekanandan panasdalambumisertareaksikimia. 3.13. batuan sedimen batuanyang terbentukmelaluiakumulasisedimen(butir-butirhalus) dalamair. 3.14. berat isi perbandingan antaraberatdenganvolumesuatumasatanah. 3.15. berat isi basah perbandingan antaraberatbahanpadatdan air terhadapvolumemasatanah. 3.16. berat isi kering perbandingan antaraberatkeringterhadapvolumemasatanah. 3.17. berat isi kering maksimum berat isi keringpada kadarair optimum. 3.18. beratjenis perbandingan antaraberatisi suatubahanterhadapberatisi air padasuhutertentu. 3.19. bongkah butirantanahyang mempunyaiukuranlebihdari 75 mm. 3.20. california bearing ratio (CBRI kekuatanrelatiftanahterhadapkekuatanagregatstandar. 3.21. dilatansi (reaction to shaking) sifattanahdimanaapabilacontohtanahdiguncang-guncang (shaking)padatelapaktangan, yang air terkandungnyadapat muncul di permukaandan apabila contoh tanah dipijit (squeezing),air yang munculdi permukaanakan hilangkembali. 3.22. derajat kejenuhan perbandinganantaravolume ronggayang terisi air dengan volume ronggatotal yang biasa dinyatakandalampersen.
4-40
3.23. elastisitas sifat tanah untuk kembalike bentuk asal setelah mengalamiperubahanbentuk akibat pembebanan sesaat. 3.24. faktor keamanan perbandingan antarakekuatangeseryang dimobilisasi tanahdengankekuatangeseryang ditimbulkan masatanah. 3.25. faktor waktu perbandingan antara hasil perkaliankoefisienkonsolidasilamanya konsolidasiterhadap kuadratjarak tempuhair. 3.26. gambut gelap,berbentukserat,menyerupaibusa dan berasaldari tumbuhan. tanah benryarna 3.27. geofisika hal-hal yang berkaitandengan fisik bumi, terutamadalam penggunaanperalatanatau metoda(misalseismograff) untukmenyelidiki bagianbumiyangtidakdapatdiakses.
3.28. geologi ilmuyangmempelajari komposisi formasi, dansusunanelemen-elemen kulitbumi.termasuk posisi struktur, dansejarahnya. 3.29. geoteknik ilmu yang menganalisisperilakutanah serta disain dan pembangunanbangunanbawah, yaitubagianbangunanyang menyalurkan langsungbebanke tanah. 3.30. horizon "A" lapisan teratas tanah dimana koloid anorganikdan bahan larut lain telah terbilasdan biasanyaterdiriatassisa-sisabahanorganik. 3.31. horizon "B" lapisantanahsebagaiakumulasibahanhasilpembilasanHorizon"A". 3.32. horion "C" lapisantanahyang belumterganggu,yang membentukHorizon"A" dan "8". 3.33. horizon "D" lapisantanahdi bawahHorizon"C" atau "8" (apabilatidakada Horion"C")yang kurangmirip denganhorizonlapisandi atasnya.
3.34. horizon tanah lapisan-lapisan yang terdapatpada profiltanah,yang pada dasarnyadibedakanberdasarkan tekstur,warna,strukturdan kandunganbahankimia. 3.35. indeks plastis selisihantarabatascairdenganbatasplastis. 3.36. indeks kelompok angkayang menunjukkankelompok(group)pada suatu kelastanah menurutAASHTO. 3.37. indeks pemampatan k e m i r i n g a ng r a f i k y a n g m e n u n j u k k a nh u b u n g a na n t a r a a n g k a p o r i ( d a l a ms k a l a l i n i e r ) danganteganganefektif(dalamskala logaritma). 3.38. kadar air perbandinganantara berat air dengan berat kering atau bahan padat contoh tanah, yang biasanyadinyatakandalampersen. 3.39. kadar air optimum kadarair yang menghasilkan beratisi keringmaksimum. 3.40. kerikil butirantanahyang berukuranantara75 mm dan4,75 mm, menurutASTM D 422. 3.41. kepadatan kadang-kadangdisebut derajat kepadatan,yaitu perbandinganantara berat isi kering d e n g a n b e r a t i s i k e r i n g m a k s i m u m t a n a h , y a n g b i a s a d i n y a t a k a nd a l a m p e r s e n . Kepadatankadang-kadang diartikanpula sebagaiberat isi keringtanah. 3.42. kepadatan relatif perbandinganantara berat isi kering lapangandikurangiberat isi kering lepas terhadap b e r a ti s i k e r i n gm a k s i m u ml a b o r a t o r i u m d i k u r a n gbi e r a ti s i k e r i n gl e p a s . 3.43. koefisien konsolidasi perbandingan antara koefisien permeabilitas terhadap hasil perkalian koefisien p e r u b a h a nv o l u m ed e n g a nb e r a ti s i a i r . 3.44. koefisien pemampatan p e r b a n d i n g aann t a r ap e r u b a h a na n g k ap o r it e r h a d a pp e r u b a h a nt e g a n g a n . 3.45. koefisien permeabilitas k e c e p a t a na l i r a na i r d a l a mt a n a hd i b a w a hp e n g a r u hs a t u a ng r a d i e nh i d r o l i kd, i n y a t a k a n d a l a ms a t u a np a n j a n gp e r s a t u a nw a k t u . 6-40
3.46. koefisien perubahan volume perubahanvolumeper satuanvolumeper satuanpeningkatanteganganefektif. 3.47. kohesi kekuatangesertanahyangdakibatkanoleh bukantahanangesek. 3.48. koloid butiranhalusyang berukurankurangdari0,001mm. 3.49. konsistensi sifattanahyang menunjukkankemudahanrelatifuntukdirubahbentuknya. 3.50. konsolidasi proses keluarnyaair dari masa tanah sebagai akibat pembebananyang terus menerus dalamsuatuperiodetertentusehinggabutir-butir tanahmenjadilebihkompak. 3.51. kuat geser ketahananmaksimumtanah (gabunganantarakohesidan tahanangesek)akibattekanan geser. 3.52. lanau butirantanah yang berukuranantara0,075 mm dan 0,005 mm (menurutASTM D 422), atau antara0,075mm dan 0,002 mm (menurtAASHTO T 88). 3.53. lempung butiran halus berukurankurang dari 0,005 mm (menurutASTM D 422), atau kurang dari 0,002 mm (menurut AASHTO T 88). 3.54. lendutan penurunanpermukaansebagaiakibatpembebanan. 3.55. longsor rotasi longsoryang mempunyaibidang longsorberbentukgaris lengkungdan biasanyaterjadi pada lerengyang panjangnyaterbatas. 3.56. longsor translasi longsoryang mempunyaibidang longsorberbentukgaris lurus dan biasanyaterjadipada "tidakterbatas". lerengyangpanjangnya 3.57. m e k a n i k at a n a h penerapanhukum-hukummekanikadan hidrolikaterhadapmasalahteknikyang berkaitan dengan sedimenatau akumulasibutir-butirpadat lain yang tidak terkonsolidasi sebagai
hasil prosespenghancuran secaramekanisdan kimia daripadabatuan,terlepasdari apakahbahantersebutmengandung atautidakmengandung bahanorganik. 3.58. mukaair tanah horizonpermukaan air tanahdimanatekananpadapermukaan air adalahsamadengan tekananatmosfir. 3.59. pasir butirantanahberukuran antara4,75mm dan0,425mm (menurutASTMD 422),atauantara 2 mm dan0,075mm (menurutAASHTOT 88). 3.60. pasirhalus butirantanahyangberukuran antara2,00mm dan0,425mm (menurutASTMD 422),atau antara0,425mmdan0,075mm (menurut AASHTOT 8B). 3.61. pasir kasar butirantanahberukuran antara4,75mm dan2,00mm (menurut ASTMD 422),atauantara2 mm dan0,425mm (menurut AASHTOT 88). 3.62. pasirsedang butirantanahyangberukuran antara2,00mm dan0,425mm (menurut ASTMD 422). 3.63. pedologi ilmupengetahuan penentuan tentangcaramemperlakukan sifat-sifat tanah,yangmencakup alami (nature),sifat-sifat,formasi, fungsi, perilakudan pengaruhpemanfaatandan penataannya (manajemen). 3.64. pekerjaantanah kegiatan dimanatanahataubatuandigali,diangkut atau danditempatkan sebagaitimbunan bahanbuangansertakemudian pemadatan dipadatkan. Meskipun dapattermasuk sebagai bagianpekerjaan tanah,namunpekerjaan tersebutdapatditinjausecaraterpisah. 3.6s. pemampatan (com pressibity) sifatyangmemungkinkan tanahdapatmenurun volumenya dikenaibeban. apabila 3.66. pemadatan(compaction) proseskeluarnya udaradari masatanahsebagaiakibatkekuatan butirmekanissehingga butirtanahmenjadi lebihkompak. 3.67. pembifasan(leaching) prosesdimanakoloidataubahanlarutyangterdapat dalamtanahterbawaolehair.
8-40
3.68. pemompaan (pumping) proses terbawanyabutir-butirhalus (di bawah perkerasan)oleh air yang tertekan akibat bebanyangdisalurkanmelaluiperkerasan. 3.69. pemuaian (bulking) perbandinganantara volume tanah lepas dengan volume tanah asli sebelum digali, biasanyadigunakanpada pekerjaantanah. 3.70. pemuaian (swelling) peningkatanvolumetanah akibatpenambahankadar air, biasa digunakanpada mekanika tanah. 3.71. pengisapan tanah (soil suction) pengurangantekanan (di bawah tekanan atmosfer)yang mengakibatkannaiknyaair di antara butir-butirtanah (pengisapandisebabkanoleh daya kapilerdan faktor-faktorlain serta seringdigunakansecarabergantiandenganistilahpotensikapiler). 3.72. penurunan (settlement) pergerakanke bawah timbunan atau struktursebagai akibat penguranganrongga dalam tanah di bawahtimbunanatau strukturatau dalam tanah timbunan,atau kedua-duanya. Penguranganronggaterjadisebagaiakibatdensifikasi(keluarnyaudara)atau konsolidasi (keluarnya ir). penyusuta n (sh rinkage) perbandinganantaravolumetanah lepasdenganvolumetanah setelahdipadatkan,biasa d i g u n a k a np a d a p e k e r j a a nt a n a h . 3.73. permeabilitas sifat yang menunjukkankemampuantanah untuk mengalirkanair melaluipori-poridalam tanah. 3.74. pF nilai ekivalen pengisapantanah, yaitu sebagai logaritmatinggi kolom air kapiler yang dinyatakandalamcentimeter. 3.75. pH nilainegatiflogaritmakonsentrasi ion hidrogendalambentuksuspensidalamtanah. 3.76. plastisitas sifat yang memungkinkan tanah berubahbentuk tanpa retak atau mengalamiperubahan volumeyang berarti. 3.77. porositas perbandinganantara volume udara dengan volume masa tanah yang biasa dinyatakan dalampersen.
3.78. profil tanah potonganvertikal tanah yang menunjukkansifat-sifatalami dan urutan sebagaihasilpengendapan atau pelapukan, atau kedua-duanya. 3.79. sensitivitas perbandinganantara kuat tekan bebas tanah asli dengan kuat tekan bebas tanah yang benar-benar terganggu (remolded), tetapi pada kadar dan angka pori, atau berat isi k e r i n g ,y a n g s a m a . 3.80. struktur tanah susunanbutir-butir tanah. 3.81. sudut geser kekuatangesertanahyang dakibatkanolehtahanangesekbutir-butir tanah. 3.82. tanah bahan lepas atau endapan lunak (di luar batuan)yang terdapatpada permukaanbumi sebagaihasilpelapukanatau penghancuran batuan,atau pembusukan tumbuhan. 3.83. tanah dasar tanah(galianatautimbunan)yangterdapatdi bawahperkerasan. 3.84. tanah jenuh tanahyangseluruhrongganyaterisiair (tidakmengandungronggaudara). 3.85. tanah laterit tanahdi daerahtropisdimanaprosespelapukantelah menimbulkan akumulasisesquloxrdes (bahangabunganyang terdiriatas dua per tiga bagian oksida dan satu per-tigabagian bahanlain,terutamabesi). 3.86. tanah penutup lapisanatastanahyang menunjangkehidupantumbuhan. 3.87. tanah residual tanahyangterbentukdi tempatdari batuanatau bahaninduk. 3.88. tanah terpindahkan (transported soird tanahresidualyangtelahdipindahkan kembaliolehangin,air ataues. dan ditempatkan 3.89. tekananair tanah tekananair dalamronggapadatanahjenuh.
10-40
3.90. teksturtanah(distribusibutir,gradasi) proporsi masing-masing butirataukelompok tanah. butiryangmembentuk 4. a A
S i mb o l = jari-jaributirtanah = luaspermukaan = luasseksiyang berurutan, volumegalian/timbunan untukmenghitung
AASHTO= American Associationof State Highway and TransporiationOfficials ASTM = American Society for Testing and Materials av
p
c
C CBR
c" c, cu d
D
Dro Dso Doo Di e
t F
q g
v Ys gc gf GI G. G* h
H
koefisienpemampatantanah sudutkemiringan lereng konstantapada penentuangaya tarik air terhadapbutirtanah koreksipembacaanletakhidrometer akibatminiskusair = kohesitanah = satuanbiayaoperasialat = biayatotaloperasialat = California Bearing Ratio = indekspemampatantanah = koefisienlengkungan = koefisienkeseragaman = koefisenkonsolidasi - jarakantaradua butirtanah = diameterbutirtanah = lenganmomenpadaanalisisstabilitaslereng = diameterbutirtanah = kedalamanbidanglongsor = kedalamanretak = teballapisanyang dipadatkan = ukuranpada 10% beratbutiryang lolos = ukuranpada30% beratbutiryang lolos = ukuranpada60% beratbutiryang lolos = faktorletakvertikalpermukaanlapisankerasdari permukaantanah = angkapori = biayapenggalian tanah = gayatarikair terhadapdua butirtanah = persentaseberat butir yang lolos saringanNo. 200 pada perhitunganindeks kelompoktanah = faktorkeamananstabilitaslereng = sudutgesertanah = gravitasi = beratisitanah = beratisi bahanpadatatau butir-butirtanah = beratisi air = beratjenis butirkasar = beratjenis butirhalus = indekskelompok(Grouplndex) = beratjenistanah = beratjenisair = letaktitikberathidrometer dari permukaanair = teballapisantanahpada penentuanCBR - jarak pengangkutan di luarjarak bebas = tinggilereng 11-40
JRA k K I L LI LL m mv
r1 n N
N"
o p
pc pf pF pH PI PL r Rh
S SL S,. SNI o t
Tu
TW a
e U V
v" vo
%
= teballapisantanahpadaanalisiskonsolidasi = Japan Road Assocaition = koefisienpermeabilitas = faktorkoreksivolumetabunguntukpengujianberatisitanah = panjangbusurpadabidanglongsor = jarakantara2 seksiyang berurutan,untukmenghitung volumegalian/timbunan = panjanggorong-gorong = batascair = koreksisuhu terhadapkeenceranair = koefisienperubahanvolume = viskositasair = porositas = faktorletakhorizontalbidanglongsordari tumit lereng = bilanganbulat (integer)pada perhitunganpenurunan = jumlah alat pada pekerjaantanah = jumlahlintasanpemadatan/penumbukan = angkastabilitaslereng = biaya pengangkutanpadajaraktambahan = beban = teganganawalyang bekerjapadapermukaan,untukhitungpenurunantanah = persentasefraksikasarpada perhitunganberatjenis = persentasefraksihaluspada perhitunganberatjenis = angkaekivalentinggiair kapiler,yaitusebagailogaritmatinggiair kapilerdalam satuancentimeter = skalayangmenyatakan tingkatkeasamantanah = indeksplastis = batasplastis = jari-jaribidanglongsor = pembacaanhidrometer = jari-jarihidrolis = pembacaanhidrometer yangtelahdikoreksi = penurunan = persentaseberatbutirpada analisisbutirdenganhidrometer = batassusut = derajatkejenuhan = StandarNasionalIndonesia = tegangantekannormal = lamapengendapan butirpadaanalisisbutirdenganhidrometer = waktukonsolidasi = waktuyangdiperlukanuntukpemadatan = waktu yang tersediauntukpelaksanaanpekerjaan = tegangantarikpermukaanbutir = faktorwaktupadaanalisiskonsolidasi = kedalamanair di sebelahhilirgorong-gorong = tegangangeser = sudutuntukmenghitung gayatarikantaradua butirtanah = sudutbidanglongsordenganbidanghorizontal = derajatkonsolidasi = volumecontohtanah = volumegalian/timbunan = volumeudaradalamcontohtanah = volumecontohkeringtanah = volumebahanpadatdalamcontohtanah = volumeair dalamcontohtanah = volumeronggadalamcontohtanah 12-40
W
W
w* w" z 5.
kadaraircontohtanah berattanah beratcontohtanah berattanah beratair padacontohtanah beratbahanpadatpadacontohtanah teballapisan tanahpadaanalisis atabilitas lereng Penyelidikandan pengambilancontoh tanah
5.1. Tujuan dan lingkup penyelidikan Penyelidikan tanah yang seksamamempunyaikedudukanyang pentingdalam disaindan pelaksanaanpembangunan jalan, karenahasilpenyelidikan tanahakan menjadibekal bagi para perencana(desgrner) dan pelaksana/kontraktor. Secaraumum,penyelidikan tanahmencakupaspek-aspek sebagaiberikut: (1) Eksplorasikondisi tanah di sekitar proyek melalui pemboran atau cara lain, serta pembuatanprofilyang menunjukkan keadaantanah. (2) Pemeriksaandan pengujian contoh tanah serta menyimpulkaninformasi untuk selanjutnyadijadikanrekomendas,. PadaTabel1 ditunjukkan tujuanpenyelidikan tanahdalamrekayasajalansebagaiberikut: (1) Penetapanlokasijalan,baikdalamarahhorizonalmaupunvertikal. (2) Pemilihanbahantimbunan. (3) Disainkemiringanlereng,baikpadagalianmaupuntimbunan. (4) Penetapanvolumepekerjaantanah,pemuaiandan penyusutan(bulkingand shrinkage) dan volumepenggalianbatuan. (5) Disaindrainase,baik permukaanmaupunbawahpermukaan. (6) Penanganan tanahdasar. (7) Disaintebal perkerasan. (8) Pemilihanbahan lokal yang dapat digunakansebagai lapis pondasi atas melalui stabilisasi. Penyelidikantanah dapat dilakukandenganbeberapacara, tergantungpada peralatanyang tersediadan kedalamandata yang ingindiperoleh.Cara-caratersebutadalah: (1) Pengamatan dan pemeriksaan visual. (2) Pengujianuntukklasifikasi, disampingpengamatandan pemeriksaan visual. (3) Penyelidikan rincisifat-sifat spesifiktanah,disampingpengujianklasifikasi. Tergantungpada keperluandata,penyelidikanrinci tentangsifat-sifatspesifiktanah sangat beragam,mulai pengujianyang menggunkancontohtidakasli (misalpengujianpemadatan) sampai pengujianyang menggunakancontoh asli (undslturbedsamples)yang biasanya menjadikepentingan ahli mekanikatanah.
13-40
yangdiperlukan Tabel.1. Tujuanpenyelidikan tanahsertapengujian tambahan JENIS REKAYASA D
Penetapanlokasi jalan
ASPEK REKAYASAYANG TERKAIT Alinyemenhorizontal
TUJUAN PENYELIDIKAN
PENGUJIANTAMBAHAN YANG DIPERLUKAN
. Menghindarilokasidaerahtanah jelek;misalpit dan lempung lunak. o Menhindari lokasidaerahyang rentanlongsordan mudah terqenanqarr.
Alinyemenvertikal
o Menghindarkan timbunanyang tinggidi atastanahlunakatau stratatidak stabil. e Mengurangiimenghindarkan galianbatuanatau stratayang tidakstabil. o Memoertahankan letak permukaantanah dasar pada posisiaman di atas permukaan air tanah. Stabilitaspondasidi bawah o Mengetahui Kekuatangeser (untuk penyelidikan lebih timbunan mengecekdisain). lanjutyangdiperlukan. o Mengetahuiberbagai kemungkinan cara meningkatkan dayadukungtanahpondasi timbunan. . Mengetahui indikasi penurunanpada kemungkinan pipa dan qoronq-ooronq. Stabilitasstratabatuan
D
Pemilihanbahan timbunan
tr
Disainlerenggalian & timbunan
D
Penentuanvolume pekerjaantanah
. Volumegalian
D
Disaindrainase
. Drainasebawah permuKaan . Drainasepermukaan
o Mengetahuiindikasilongsorpada tanah dan batuan(berdasar insoeksivisualdan informasi awal qeologi).
Kecocokanbahan galian Lokasisumberbahan
o Mengetahuijenis-jenistanah: r Mengetahuimutu tanah sebagai bahantimbunan. r Mengetahuiindikasiberat isi setelahdipadatkan. r Mengetahuijenis alatyang diperlukanuntuk pekerjaan tanah Potonganmelintanggalian o Mengetahuiperkiraanlereng & timbunan yangamanpadatimbunandan galian. o Mengetahui volumegalianpit atau batuan. o Mengetahui perkiraanpemuaian (bulking)dan penyusutantanah. o Mengetahui letakmukaair tanah. a
o
tr
Penyiapantanah dasar
Penanganan tanahdasar
D
Disainoerkerasan
Tebal perkerasan
D
Stabilisasi
Bahanlokaluntuklapis pondasiatas perkerasan lentur
Pemadatan, untuk mendapatkaninformasi lebihpastitentang kepadatanserta pemuaian (bulking)dan penyusutan tanah.
Pengujainkuat geser (untuktanah kohesif), untukdisaindan kasuskasusyang meragukan. kepadatan, untuk Pengujian estimasivolumeyang lebih tepat.
Mengetahuilokasisaluranatau air. empanguntukpembuangan lokasimataair. Menoetahui
o Tergantungpada fitrah/keadaan tanahdan cuaca. . Mengetahui perkiraantebal perkerasan(tergantungpada volumelalu-lintas). . Mengetahuiperkiraanberbagai carastabilisasi.
14-40
Penyelidikan hususuntuk tebal memoerkirakan perkerasanlebihtepat. Penvelidikan lebihrinci.
5.2. Teknologi bantu untuk penyelidikantanah Untukmenunjangpenyelidikan yaitu: tanah,dewasaini telahberkembang dua teknologi, 1).
Sistemklasifikasitanah pedologiyang berkaitandenganpetatanah untukpertanian Klasifikasipedologi merupakansalah satu sistem yang dikembangkanoleh akhli pertanian(agronomisQ yang sangat berguna dalam mengklasifikasikan tanah untuk keperluanrekayasa. Pedologi,atau ilmu tanah, adalah suatu ilmu yang memperlakukan tanah,termasuk keadaan di alam, sifat-sifat, formasi, cara memfungsikan, kinerja serta cara memanfaatkan dan manajemen. llmuwan tanah mendefinisikan tanah sebagai "kumpulanbenda-bendaalam yang terdapatpada permukaanbumi (di beberaptempatmengalamiperubahan,baik akibat alam atau bahkan perbuatanmanusia)yang mengandungbenda-bendahidup dan penunjungnyaatau bahan yang mampu menunjangtanaman luar" ('the collectionof natural bodies on the earth's surface, in places modified or even made by man of earthy materials, containing plants out of doors"). Menurut definisi tersebut, lapisan tanahjarangyang mempunyaiteballebihdari2 m. Pembentukantanah dipengaruhioleh bahan induk, cuaca, relif permukaanlahan, tumbuhtumbuhandan lamanya proses. Apabila pembentukantanah berlangsung dalam kurunwaktuyang cukup lama,dinyatakandalam ribuantahun,maka beberapa sifat tanah cenderunglebih dikendalikanoleh cuaca, relif dan tumbuh-tumbuhan daripadaoleh bahaninduknya. Manfaat klasifikasipedologidipandanglebih terasa dalam pengambilancontoh di lapangan. Pembuatanprofil lapangan dapat dikurangi menjadi hanya pemboran pengecekan(check boring),dan pada sebagian besar kasus, pembuatanprofil rinci mungkinhanyaterbataspadadaerahtransisitanahyang satu dengantanahyang lain. Klasifikasiyang ideal adalah yang mencakupposisibahan induk dan topogrfaiserta hasilpengujian. Oleh karenaitu, informasipedologidan geologiharusselaludigunakan bersama-sama denganhasilpengujianstandaruntukklasifikasi. a. Deskripsitanah Tanah terdiri atas lapisan-lapisan berurutandalam arah vertikalyang dikenal horizon,kecualiuntuk tanah yang sangat muda, lerengyang sangattidak stabil, atau bahan yang secara kimia tidak bereaksidengan bahan lain, misal pasir kuarsa. Berbagaihorizontanah dinyatakandengan simbul huruf sebagaimana padaGambalt . ditunjukkan llmuwantanah mendeskripsikan horizontanah dengan warna, tekstur,struktur, pula fitrah konsistensiserta distribusiakar dan pori. Disampingitu, dideskripsikan yangberdampingan. dan bentukhorizonperalihanantarahorizon-horizon Untuksetiapjenis tanahyang terdapatpada suatudaerahyang disurvai,biasanya ilmuwantanahmembuatbanyakprofiltanah.Berdasarkan informasidari profil-profil profil yang mewakilidan dari setiap horizondiambil tersebut,selanjutnyadipilih yang berkaitandengan batas Atterberg, contohnyauntuk analisisdi laboratorium kandunganbahan organikdan kepadatan.Apabiladiperlukan,dapat ditentukan pula garam tanah (salinity)dalam hubungannyadengan konduktifitaselektrikdan 15-40
pulabila komposisi gipsumdapatditentukan saritanah.Disamping itu,kandungan perlu. Organik- tumbuhanasli dalamwujudyang mudahdikenali Organik- tumbuhanasli dalamwujudyangtidakdapatdikenali Mineral - bercampurhumus,biasanyaberwarnagelap Ap - lapisanyang dibajak (plow layer) Berwarnalembut,banyakkehilanganlempung,humusdan nutrisi tumbuhan
) r LebihmiripA it l Transisi( /
Solum tanah sebenarnya
\ | ebih mirin B
Berubahdi tempatsehinggamembentukstrukturdan kumpulanlempung dan/atau sesquloxrdes - kumpulanlempung Bt - kumpulanbesi Bir - kumpulanbesi Bir - kumpulanhumusdan besi Bhir - horizonhardpan Bx Transisike C Lapukan,biasanyabahantidakterkonsolidasi - hardpanyang larutdalam air Cx - hardpanyang tidaklarutdalamair Cm - batuanlunak Cr Batuanterkonsolidasi
Catatan: yangmempunyai Tidaksatuprofilpun semuahorizon yang pada gambar, sebagaimana ditunjukkan tetapisebagian besartanahbiasanya mempunyai A, B danC. Horizon Gambar1. Horizonutamatanah(Sumber:Asphaltlsntitute,1993) 2).
Penafsiranfoto udara Meskipunmetodapenafsiranfoto udarasebagaimanayang dilakukandalampemetaan tanahtidak diuraikansecaralengkappada tulisanini, namunbeberapakonsepdasar sertabeberapamanfaatdan keterbatasandicobadibahas. lnsinyurdan teknisitanahyang berminatlebihjauh tentangidentifikasi dan pemetaan tanah melaluifoto udara, dapat mempelajaribuletin yang diterbitkanoleh instansi terkait. Tiga prinsipyang mendasariidentifikasi tanahmelaluifotoudaraadalah: a. Foto udaradapat menghasilkan secaratelititentangciri-cirifisik permukaanbumi, tidak hanya ciri-ciri alamiah tetapi juga ciri-ciri atas perbuatan manusia. Berdasarkanciri-ciripermukaandan bawah permukaan(subsurface,), foto tersebut dapat menunjukkanhasil proses alam yang aktif dalam pembentukantanah residualsertapembentukan tanahpindahan. b. Bahanyang sama ditunjukkan denganpola foto yang sama,demikianpula,bahan yang tidak sama ditunjukkandengan pola foto yang tidak sama. Sehubungan 16-40
denganhal tersebut,untukjenis tanahdan lingkungantertentu,ciri-ciripermukaan dan bawahpermukaandapatdikelompokkan menurutpolayang unik. c. Pola tanah yang ditunjukkanoleh foto udara adalah bersifatberulang(repetitive); misal,tanah lowa adalah sama dengantanah Ukrainasehinggapola foto pada keduadaerahtersebutadalahbenar-benarsama. Faktor-faktoryang digunakandalam penafsiranfoto udara disebutelemen pola tanah yang terdiriatas elemenalam dan elemenbuatanmanusia.Elemenalam mencakup bentuk lahan,tumbuhan,warna tanah, sistem drainase,sistem dan bentuk lembah (gully sysfem and shape) dan ciri-ciri erosi; sedangkan elemen buatan manusia mencakup penggunaanlahan, pola lapangan, kendali erosi dan drainase serta alinyemenjalan raya dan jalan keretaapi. Padasuatukondisi,mungkinsuatuelemenmendominasi suatupolasehinggamenjadi pedoman utama untuk menentukanjenis tanah. Namun demikian,jenis tanah umumnyaditentukanberdasarkan gabunganbeberapaelemen. Setelahsemua elemen dipelajaridan dievaluasi,maka juru tafsir yang terlatihsering kalidapatmenentukan ciri-ciridan luasberbagaitanahpadasuatudaerah. Apabilamemungkinkan, makaperludilakukansurvailapangan,yaituuntukmelengkapi, memastikandan menyesuaikanhasilpenafsiranfoto udara. meskipunteknologifoto udara untuk identifikasidan pemetaantanah sangat berguna bagi insinyur tanah, namun hal tersebut mempunyai keterbatasanyang perlu diperhatikan. Dua keterbatasan yang dipandangmenonjoladalah: o
Pada daerah dimana gedung dan bangunanlain mencakupdaerah yang luas, biasanyapalingsulitdigunakanfoto udarauntukmengkajitanah.
D
Perlu diingat bahwa foto hanya merekamciri-ciriyang terdapatpada permukaan. Hal tersebut biasanya lebih menyulitkanbagi insinyur pondasi daripada bagi insinyurjalan raya atau lapangterbang.Namundemikian,dalam beberapakasus, ciri-ciripermukaanmencerminkandengan baik keadaanendapantanah sampai kedalamanyang cukupbesar.Apabilakasustersebuttidakdijumpai,maka kendala dapat diatasi dengan cara mengkajisecara seksama bentuk dan gradienlembah (gully shape and gradienfs).Lembah tersebut biasanya menembuscukup dalam sampai mencapaiendapandan menunjukkanbagian dalamnnyasehinggadapat dikajiolehjuru tafsir.
Meskipunmempunyaikendaladi atasdan kendalalainnya,namunteknologifoto udara tetap penting bagi insinyurtanah yang bergerakdi bidang jalan raya dan lapang terbangsertadipandangakan berkembangdi masa yang akan datang. 5.3. Pengambilancontoh Dalamrangkamengidentifikasi berbagaijenistanahyangterdapatdi lokasijalandan sumber bahan hendaknyadilakukan pemboran pada titik-titikyang jumlahnya memadai dan kemudiandilakukanpengambilancontohsetiapjenis tanah untukdiuji dan dievaluasilebih lanjut.Agar contoh yang diambilmewakilitanah di lapangan,maka titik-titkpengambilan contoh hendaknyaditetapkansecara acak. Dengan teknik tersebut,lokasi pengambilan contoh ditetapkansedemikianrupa sehingga semua titik pada daerah yang diselidiki '|7-40
mempunyaikesempatanyang sama untuk diselidiki.Dengandemikian,penetapanlokasi dengan teknik tersebut adalah "tidak memihak", karena sepenuhnya berdasarkan "kesempatan". Setelahcontohtanahdiperoleh,maka contohtersebutdiujidan dianalisisuntukmengetahui gradasi,kadar air dan kekuatantanah. Selanjutnya,tanah diklasifikasikan menurutsifat-sifat yang dapatmempengaruhi kinerjatanahdasar. Salah satu hal yang diperhatikanpada saat penyelidikan tanah adalah,apabilainformasi yang dikumpulkanpada saat penyelidikandan contohtanah yang dikirimke laboratorium tidak mewakili keadaan sebenarnya,maka hasil pengujian,betapapuntelitinya,akan menyesatkan dan sia-sia.Oleh karenaitu, maka penyelidikan tanahharusdilakukandengan seksama. 5.4. Penyelidikandan pengambilancontoh tanah dan batuan untuk tujuan rekayasa Penyelidikan,pengambilancontoh dan identifikasibahan bawah permukaanmelibatkan teknikyang rumityang coba dikembangkan melaluiberbagaiprosedurdan penafsiran.Hal tersebutsering kali hanya berlakuuntuk suatu lokasitertentuserta dipengaruhioleh kondisi geologidan geografi,tujuanpenyelidikan, tuntutandisainserta latarbelakang,keahliandan pengalamanpetugas. Tujuanpenyelidikan adalahuntukmengidentifikasi dan mengetahuipenyebaran vertikaldan horizontalsetiapjenis tanah dan batuanserta kondisimuka air tanah yang terdapatdi suatu lokasiproyekdan selanjutnyamenghimpunkarakteristik bahan bawah permukaanmelalui pengambilan contohdan pengujiandi tempat.Pengujiancontohtanahdan batuandilakukan menurutstandarAASHTOatau ASTM atau standarlain yang baku. 5.5. Kegunaan yang seksamaterhadaptanah,batuandan muka air tanah akan memberikan Penyelidikan informasiuntukkeperluansebagaiberikut: (1) Penentuanlokasibangunan,baikdalamarahvertikalmaupunhorizontal. (2) Penentuanlokasidan evaluasipendahuluanbahanjalan, baik yang berasaldari lokasi proyekatau tempatlain. (3) Penentuanperlu-tidaknya teknikkhususuntukpenggalian dan pengeringan. (4) Penyelidikan stabilitaslerengalam,galiandan timbunan. jenistimbunan,pondasidan barirhidrolik. (5) Pemilihan (6) Penyelidikan rinciuntukperencanaan dan pengembangan sumberair tanah. (7) ldentifikasi pengkajianpemantauan kontaminasi air tanahsertapengembangan rinci. (8) Pengembanganpenyelidikanrinci bawah permukaanuntuk bangunanatau fasilitas khusus. Penyelidikan bawah permukaanterhadaptanah, batuandan air tanah memerlukancontoh yang cukup banyakdan mutu yang sesuaidengankebutuhanpengujianuntukmenentukan kelas tanah dan batuanatau jenis mineralatau kedua-duanyaserta untuk menentukansifatsifatteknisyang diperlukanpadadisain. Pedomanini tidakmutlakharusdiikuti,tetapitekniklainyang lebihsesuaidapatdigunakan. 5.6. Peralatan Jenis peralatanyang diperlukanuntuk penyelidikanbawah permukaantergantungpada berbagaifaktor,diantaranya adalahjenis bahanbawahpermukaan, kedalamanpenyelidikan, keadaantereindan tujuanpenggunaandata. 18-40
Untuk penyelidikantanah sampai kedalaman antara 1 sampai 3 m, peralatanyang dipandangcocokadalah: . Bor tangan (hand augers) . Pembuatlubang (hole diggers) . Skop $hovels) . Tabungpengambilcontoh(pushtube samplers) Untuk pemeriksaan ditempat (in situ examination) tentang lapisan tanah dan untuk pengambilancontoh bahan yang mengandungbutiran yang sangat besar, diperlukan peralatanpenggalian,misal, backhoes,draglines dan drilledpier augers (screwor bucket). 5.7. Teknik pemetaan Untuk pemetaancakupanformasi geologi dan untuk mengevaluasivariasi sifat-sifattanah jarakjauh atauteknikgeofisika. dan batuandapatdigunakanteknikpenginderaan Peralatanpemetaandengan spektralsatelit dan pesawatterbang,yaitu LANDSAT,dapat digunakanuntuk mengetahuidan memetakancakupandaerah bahan bawah permukaan dan strukturgeologi.Penafsiranterhadapfoto udara dan rekamansatelit(sateliteimagery) dapat mengetahuilokasi dan dapat mengidentifikasi ciri-cirimenonjoltentanggeologiyang mungkin menjadi petunjuk adanya patahan (faults) dan rekahan (fractures). Untuk jarak jauh, umumnyadiperlukan memastikaninformasiyang diperolehdari penginderaan pengecekanlapangan. Dalam beberapa situasi, teknik refraksi/refleksigelombangatau penetrasi radar (ground penetratingradar) dapat digunakanuntuk memetakanhorizontanah dan kedalamanprofil, muka air tanah serta kedalamansampai batuan.Teknik induksielektromagnetik,resistifitas elektrikal dan polarisasi terinduksi (atau resistifitaskompleks) dapat digunakan untuk memetakanvariasikandungandan mutu air, horizonlempung,stratifikasidan kedalaman sampai lapisan batuan. Pada kondisispesifik,teknik lain geofisika,yaitu metoda gravitasi dan magnetikmungkindapatbergunajuga. Pengukurancroosholeshear wave velocitydapatmenghasilkanparameter-parameter tanah dan batuanuntukkeperluananalisisdinamis. StandarAASHTOdan ASTM mengenaipemborandan pengambilan contohyangdewasaini tersediaadalah: . AASHTO T 203-82 on auger boring ' AASHTO T 206-81 on standardpenetrationtest . AASHTO T 207-81 on thin walled tube sampling ' AASHTO T 225-83 on diamond core drilling bit . AASHTO T 223-76 on field vane shear test . ASTM D 3385 on double ring infiltrometer . ASTM D 3341 on cone penetrationtests . ASTM D 3350 on ring-linedbarrel sampling 5.8. Rencana eksplorasi (exploration plan) Sebelum rencana akhir eksplorasidisusun, terlebih dulu perlu ditetapkanpersyaratan mengenaidisaindan kinerjaproyek. Penyelidikanyang lengkapterhadaptanah, batuan dan air tanah hendaknyamencakup kegiatan-keg iatansebagaiberikut:
19-40
1 ) . Survaipendahuluan di sekitarproyek Sebelumkegiatanlapangandimulai,setiap data teknis perlu terlebihdulu dikaji.Hal peta topografi,rekamansatelit,peta geologi, tersebutmencakupsekurang-kurangnya hasilsurvailahan,hasilsurveysumbermineralsertapetateknistanahdi sekitarproyek. Pengkajianperludilakukanjuga terhadaplaporanpenyelidikan bawahpermukaanpada yang berdekatandenganlokasiproyek. daerah-daerah Gatatan1 Apabila peta dan laporan yang lama sudah kuno (tidak berlaku lagi) dan mempunyainilai yang terbatasdibandingkandengan pengetahuanyang berlaku peta dan laporanlama denganpeta dan laporan sekarang,maka pembandingan baru serinqmemberikaninformasi tidakterduqa. Pusat Penelitiandan Pengembangan Geologimerupakansumberpokok peta geologi dan laporan-laporan mengenaisumbermineraldan air tanah. Laporansurvaitanah oleh LembagaPenelitianTanah,DepartemenPertanian,apabila ada dan mutakhir, akan berguna bagi insinyur untuk memperkirakanrentang karakteristikprofil tanah sampai kedalaman 1,5 atau 2 m untuk setiap tanah yang dipetakan. Gatatan 2 Setiapjenis tanah mempunyaisuatu profiltanah pembeda,sebagaiakibatumur, bahan induk, relif, kondisi cuaca dan tumbuhan penutup. Hal tersebut dapat membantu dalam mengidentifikasi berbagai jenis tanah yang masing-masing memerlukanpertimbangandan panangananteknis yang khusus.Apabila profil tanah mempunyaikarakteristik teknis yang sama, maka tanah akan mempunyai sifat-sifatteknis yang sama pula. Perubahan sifat-sifattanah di daerah yang berdekatan,seringmen ukkanoerubahanbahanindukatau relif. Pada daerah dimana data deskriptifterbatasioleh peta geologiatau tanah yang tidak memadai,maka tanah dan batuan tersingkapyang terdapat di sekitar lokasi proyek harusdikajidan kemudianberbagaiprofiltanah dan batuanperludicatat.Pencatatandi lapangan pada pengkajiantersebut hendaknyamencakup data yang diuraikandi bawah. Apabilapeta pendahuluanyang mencakupdaerahdi sekitarproyekdiperlukan,maka peta tersebutdapat dibuat pada peta foto udara yang menunjukkankondisilahan. Distribusilapisan tanah dan batuan utama yang mungkin dijumpai pada saat penyelidikandapat ditunjukkandengan menggunakandata yang diperolehdari peta geologidan survaipendahuluanterbatas.Para penafsirfoto udarayang berpengalaman dapat memperolehbanyak data bawah permukaandari pengkajianfoto hitam-putih, berwarnaatau impra merah, karena kondisi tanah atau batuan, atau kedua-duanya, pada daerahyang mempunyaicuaca dan tumbuhanyang sama, biasanyamempunyai polafoto udarayang sama pula. Untuk daerah yang tidak mempunyaiinformasicukup, maka pengetahuantentang kondisibawah permukaandapat diperolehdari para pemiliklahan,tukang bor sumur lokaldan orang-orangyang bekerjasebagaikontraktor. Gatatan3 Peta pendahuluan di atas dapatdiperluasmenjadipetateknisyang rincidengancara membubuhkansemua lubang uji, sumur uji (pits)dan titiktitik pengambilancontoh
serta dengan cara merevisi batas-batasyang diperoleh dari survai rinci bawah permukaan. 2). Penentuankondisibawahpermukaan Kondisi bawah permukaanhanya dapat ditentukanpada masing-masing sumur uji, lubanguji, lubangbor, atau galianterbuka.Profilstratigrafidapatdibuathanyamelalui penyelidikan rincidimanapenentuanhubunganantarakedalamandan lokasiberbagai jenis tanah dan batuandapat dilakukan.Fase penyelidikan tersebutdapat dilakukan dengan cara menggambarkanbatang profil (/ogs) lapisan tanah dan batuan yang nampak pada dinding galian atau lubang uji, atau kedua-duanya,serta dengan gambar-gambar menginterpolasi tersebut. Jarak antaratitik-titikpenyelidikandi atas akan tergantungpada kompleksitasgeologidi lokasiproyeksertatingkatkepentingankontinuitastanah dan batuanbagidisainproyek. Untuk mengidentifikasi semua strata yang mungkin akan sangat dipengaruhioleh proyek serta untuk mendapatkan data teknis yang diperlukan untuk analisis sebagaimanadiuraikanpada Butir 5.3.4, maka penyelidikanperlu dilakukancukup dalam. Survaigeofisikadapatdilakukanuntukmelengkapi data dari lubangbor dan permukaan yang terbuka serta untuk menginterpolasiantara lubang bor. Metoda gelombang (seismic), penetrasi radar (ground penetrating radar) dan tahanan listrik (electrical resistivity)sangat berguna pada kondisi dimana bahan bawah permukaan yang berdampinganmempunyaisifat-sfiatyang sangatberbeda. Metoda refraksigelombangterutama berguna dalam menentukankedalamanlapisan yang berurutanmakinpadat. sampaibatuanpadalokasi-lokasi dimanalapisan-lapisan geologipada Metoda refleksigelombangbergunauntuk memisahkansatuan-satuan yang kedalamansampai 3 m. Hal tersebut tidak dipengaruhioleh lapisan-lapisan mempunyaikecepatangelombangyang rendah serta terutamabergunapada daerahdaerahyang mengalamiperubahanstratigrafisecaracepat. Metodatahananlistrikmempunyaikegunaanyang sama dalammenentukan kedalaman lapisansampai batuan dan anomali dalam profil stratigrafi,dalam evaluasiformasi berlapisdimana stratum yang lebih padat terletakdi atas stratumyang kurang padat, prospekpasir-kerikil sertadalampenyelidikan atau bahanlain.Parametertahananjuga diperlukanuntuk disain grounding systematau perlindungankatodikterhadapstruktur yang tertanam. Metoda penetrasi radar berguna dalam mengetahuilapisan tanah dan batuan serta bangunanbuatanmanusiayangterletakpadakedalamansekitar0,3 sampai10 m. Catatan 4 geofisikakemungkinan Penyelidikan bergunasebagaipedomanpenentuanlokasi geofisika lubangpemboranatau lubangpengujian.Penafsiran hasilpenyelidikan qalian harusdiverifikasi oleh hasil atau lran. Kedalaman pemboran atau sumur uji untuk keperluan perkerasanjalan raya, perkerasanlapangterbangatautempatparkirkendaraanharussekurang-kurangnya 1,5 m di bawah permukaantanah dasar yang direncanakan.Pada kasus-kasuskhusus, kedalamantersebut dapat ditingkatkan.Pemboran untuk keperluanpembangunan strukturatau timbunanhendaknyamencapaikedalamandi bawah permukaanyang 21-40
sangat dipengaruhioleh beban yang direncanakan,sebagaimanayang ditentukan menurutanalisisteganganbawahpermukaan. Apabila drainaseakan mempunyaipengaruh,baik karena adanya lapisanyang tiris (peruious)atau lapisan kedap yang mengganggudrainase internal,maka pemboran harus mencapailapisan-lapisan tersebutsedemikianrupa sehinggadapat ditentukan sifatsifatteknisdan sifat-sifatgeologiyang diperlukanuntukproyek. Padasemuadaerahsumberbahan,pemboranatau lubanguji harusmempunyaijumlah titik dan kedalamanyang cukup untuk mengetahuivolume bahan yang memenuhi persyaratanmutu yang ditetapkan. Apabila penetrasi pembekuan (frost penetration) perlu diperhatikan pengaruhnya terhadapperilakutanahatau batuan,maka pemboranharusmencapaikedalamanjauh di bawahkedalamanmaksimumpenetrasipembekuan. Untuk setiap proyek, hasil penyelidikanharus dicatat secara sistematik. Catatan tersebutharusmencakuphal-halsebagaiberikut: Deskripsisetiap lokasi(site)atau daerahyang diselidiki.Setiaplubanguji (fesfhole), lubang bor, sumur uji (fesf pit), atau daerah pengujiangeofisikaharus ditentukan letaknyasecarajelas (baikhorizontalmaupunvertikal)denganmengacupada sistem koordinatyang ada,datum,atau bangunanpermanen. Batang profil setiap lubang uji, lubang bor, galian uji, atau kupasan permukaan dimanadeskripsilapangandan lokasisetiapbahanyang dijumpaiharusditunjukkan secarajelas,baikdenganmenggunakan simbulataudeskripsidalamkata-kata.
Catatan5 Fotoberwarna tentangcontohbatuan(rockcores),contohtanah,danstrataterbuka pulanomor mungkinakansangatberguna.Padasetiapfotoharusdisertakan identifikasi atausimbul,tanqqalpenqambilan dan skala. ldentifikasisemua tanah menurut ASTM Practice D 2488, ASTM ClassificationD 2607, atau ASTM PraciceD 4083. ldentifikasibatuan menurutASTM Definitionof Terms C 119, ASTM DescriptiveNomenclature C 294,atau ASTM PracticeC 851. pada Klasifikasi tanahsebagaimana diuraikan Butir4.3.10. Sisipan air (seepage) atau zona air (water-bearingzones) dan elevasi pizometrik yang dijumpaipada setiaplubanguji, lubangbor atau galianuji. Apabiladiperlukan,hasil pengujianlapangan(in sifu fesf,),misal pengujiantahanan penetrasiatau pengujiangeser kipas (vaneshear fesf),pengujianpembebananpelat (plateloading fesf,),atau pengujianlapanganlain untuk mengetahuisifat-sifatteknis tanahatau batuan. Persentasepemulihaninti (core recovery)dan mutu batuan yang ditetapkanpada pemboran(coredrilling)sebagaimanayang diuraikandi atas. Penyajian data lapangan dan laboratoriumdalam bentuk grafik serta fasilitas penafsirannya yangsecaramenyeluruhdapatmemahamikondisibawahpermukaan.
22-40
3 ) . Pengambilancontohdan pengujianlapangan(in situtesting) Pengambilancontoh yang representatifharus dilakukanterhadapsetiap bahan bawah permukaanyang berkaitaneratdengandisaindan pelaksanaan proyek. Catatan 6 Ukurancontoh asli (undisturbed)dan contoh curah (bulk) untuk pengujianrutin dapatbervariasi dan harusditetapkanolehakhligeoteknikyang melakukan penyelidikan. Namundemikan,untukberbagaipengujiansebagianbesarjenis bahan,ukurancontohyangdisarankanadalahsebagaiberikut: . Klasifikasi visual:50 - 500 gr. . Analisiskonstantadan ukuranbutirtanahtidakmengandungkerikil:0,5 - 2,5 kg. . Pengujiankepadatandan analisissaringantanahmengandung kerikil:20 - 40 kg. . Produksiaqreqatatau penquiiansifat-sifataqreqat:50 - 200 Setiapcontohperlu dibubuhilabel pengenalyang secaratepat mencantumkan nomor lubangbor, lubang uji atau sumur uji serta kedalamandari permukaantanah. Label harusdibuatsedemikianrupa sehinggatidak mudah rusak.Contohharusdimasukkan ke dalamwadahyang kedapair, yaituagar tanahtidakmengalamiperubahankadarair yang kemungkinanakan merubahsifat-sifatnya, terutamaapabilacontohtanah menjadi kering.Untukmengangkut contohtanahdari lapanganke laboratorium dapatdiikuticara menurutASTM D 4220. ProsedurmenurutAASHTOdan ASTM yang disarankanuntukpengambilan contohdan pengujianlapangan(insitutesting)adalahsebagaiberikut: ' MSHTO T 2-84, menguraikancara pengambilancontoh agregatberbutirkasar dan berbutirhalus untuk keperluanpenyelidikan pendahuluan pada sumberbahanyang potensial. . AASHTO T 235-74, menguraikancara pengujianpembebananpelat (plate loading fesfs/ untuk memperkirakandaya dukung (bearingcapacity)tanah. Hasil pengujian sangat berguna untuk disain spread footings yag didasarkan pada kondisi pembebananstatis.Agar penggunaanhasilnyadapat ditentukan,maka pengujian pembebananharussejalandenganpengujianlapanganyang lain,umumnyasejalan dengan AASHTO T 206-81 (PenetrationTest and Split-BarrelSamplingof So/s) atau ASTM Method D 3441 (Test Method for Deep, Quasr-Sfafic,Cone and Friction-Cone Penetration Isefs of Soi/). ' AASHTO f 203-82, menguraikancara penggunaan bor tangan (augers) untuk penyelidikan dan pengambilancontohtanah,apabiladiperlukancontohtanah tidak asli (disturbedsoil samples).Prosedurini juga bergunauntuk penyelidikanmuka air tanah. Penyelidikantanah dengan bor tangan dibatasi oleh kondisi air tanah, karakteristik yangdigunakan. tanahsertaperlengkapan . AASHTO T 207-81, menguraikanproseduruntuk mendapatkancontoh tanah yang agak (relatively) terganggu sehingga dapat digunakan untuk pengujian di laboratorium. AASHTO T 225-83,menguraikanproseduruntuk mendapatkancontoh batuan yang kokoh (intact)dan contoh tanah tertentuyang terlalu keras apabiladiambildengan cara AASHTOT 206-81atau AASHTOT 207-81. ASTM PracticeD 3550, menguraikanproseduruntuk mendapatkancontoh tanah yang moderatterganggusehinggadapat digunakanuntukpengujianklasifikasidan dalambeberapakasus,untukpengujiangeser(shear)ataukonsolidasi. 23-40
AASHTO Test Method T 223-76, menguraikanprosedur untuk mengukurtahanan geser di lapangan (unit shear resistance)pada tanah kohesif, yaitu dengan cara memutarkipasempat-bilah(four-bladedvane)dalam bidanghorizontal. AASHTO Test Method f 2Q4-86,menguraikanprosedur untuk mendorongtabung berdinding tipis berdiameter100-150mm ke dalamtanahsehinggadiperolehcontoh tanah yang relatiftidak terganggudan volumenyadiketahuisehinggakepadatan basahatautotaldan kadarair aslidapatdiperiksa. prosedurpengukuran ASTMTest MethodD 3385,menguraikan di lapanganterhadap kecepatan infiltrasi (infiltrationrate) tanah. Dalam hal tersebut, air yang mempunyai permukaankonstan(constanthead) dibiarkanmeresap(seep)ke permukaantanah yang luasnyatertentudan selanjutnyadilakukanpengukurankecepatanpengaliran air yang masukke dalamtanahyangvolumenyadiketahui. ASTM D 3441, menguraikancara menentukantahanan ujung (end bearing) dan gesekan dinding (side friction) sebagai komponen-komponenyang menahan penetrometerkonus pada saat masuk (penetration)ke dalamtanah. . ASTM G 57, menguraikancara mengukurtahanan listrik (e/ectricalresistivity)masa tanah.Dalamhal tersebutdigunakankonfigurasiempat-elektroda Wenner. 4 ) . Klasifikasitanah Setelahcontohdiserahkanke laboratorium,maka untuk keperluanpengujianidentifikasi dan klasifikasi,contohtersbutperludicatat. Pencatatanharus mengikutisalah satu atau beberapastandardi bawah atau referensi yangsesuai,atau kedua-duanya. . MSHTOT 145-82 . ASTM descriptive Nomenclature . ASTM Test Method D 2487 . ASTM Method D 3397 . ASTM Practice D 2488 . ASTM Practice D 4083 . ASTM ClassificationD 4427 5 ) . Profilbawahpermukaan Profil bawah permukaandapat digambarkanhanya berdasarkandata aktual geofisika, lubang-uji (test-hole),sumur uji (test pit) atau permukaan terbuka (cut-surface). Interpolasiantara lokasi seyogyanyadibuat dengan mengacu pada informasigeologi pada daerah yang bersangkutan.Dalam interpolasitersebut, penggunaanteknik geofisikasebagaimana yang diuraikanpada Butir5.3.9akan sangatmembantu.Namun demikian,data hasil survai geofisikaharus diidentifikasisecara terpisahdari data pengujiancontohatau data pengujiandi lapangan(in situ). 6). Penafsiran hasilpenyelidikan Hasil penyelidikanharus ditafsirkansebagai penemuan aktual dan semua data lapangan dan laboratoriumhasil penyelidikansebelumnya harus dihimpun dan digabungkan.Ekstrapolasidata ke daerah lokal yang tidak disurvaidan diuji harus dilakukanhanya untuk pengkajiankonseptual.Disampingitu, ekstrapolasitersebut hanyadapatdilakukanapabilaberdasarkan data lain,susunantanahdan batuanpada
bawahpermukaandiketahuiseragamsecarageologi.Sifatsifatteknistanahdan batuan yang dijumpaipada proyek-proyekpentingtidak boleh diperkirakanhanya berdasarkan identifikasidan klasifikasilapangan,tetapi harus diverifikasidengan hasil pengujiandi laboratoriumterhadapcontoh yang diambil dengan cara yang diuraikanpada Butir 5.3.10atau pengujianlapangan,atau kedua-duanya. Penetapanparameter-parameter untuk disain hanya dapat dilakukanoleh insinyur profesional atau ahli geologiyang mempunyaispesialisasi dalam bidanggeologiteknik dan memahamitujuan, kondisidan kebutuhanpenyelidikan. Agar hasil penyelidikan penuh, tanah,batuandan muka air tanah dapatdimanfaatkan maka konsepmekanika tanah, mekanikabatuan dan geomorfologiharus digabungkandengan pengetahuan tentanggeologiteknikatau hidrologi. Disainyang lengkapmungkinmemerlukanpengkajianyang lebih rinci daripadayang diuraikandalampedomanini. 7). Pelaporan Laporan hasil penyelidikanbahwa permukaanhendaknyameencakuphal-hal berikut: . Lokasi daerah yang diselidikidi sekitar proyek. Hal tersebut harus mencakuppeta sketsa atau foto udara yang menunjukkan lokasi lubang uji, lubang bor dan pengambilan contoh serta data geomorfologi yang terkait dengan penentuan berbagai jenis tanah dan batuan. Data tersebut mencakup kontur elevasi, streambeds,sink holes,jurangdan yang sejenis. Apabiladipandanglayak,dalam laporanharustermasukjuga peta geologiatau peta tanahagronomi,atau kedua-duanya. Uraiantentangprosedurpenyelidikanyang dilampiribatangpemborandan lubang uji, hasil pengujianlaboratoriumserta hasil pengukurangeofisikadalam bentukgrafik penafsiran. Potonganyang menunjukkansebaransatuan-satuanstratigrafiserta catatantentang anomaliatau kondisilainyang menonjol. 6.
Pengujiantanah
6 . 1 . A n a l i s i su k u r a n b u t i r 1)
Kegunaanhasilpengujian Analisisukuranbutiradalahpengujianuntukmenentukan distribusibutirindividudalam contohtanah,yang dinyatakandalam persenberatcontoh.Secaralebihrinci,analisis ukuran butir diuraikandalam SNI 03-3423-1994(MetodaPengujianAnalisisUkuran Butir Dengan Alat Hidrometer)atau dalam AASHTO 88-90 (Particle Size Analysisof So/ls). Hasil pengujianpaling berguna untuk kelasifikasitanah. Penggunaanlain tentang gradasikurangdianjurkan,kecualiapabilatelahterbukti,baik berdasarkanpengkajian maupun pengalaman.Seringkaliditunjukkanbahwa makin besar ukuranbutir,makin baik sifatsifat teknis tanah. Disampingitu, kenyataanmenunjukkanpula bahwa air kapilerdan pembekuantidakmenimbulkanpersoalanpadatanah berbutirkasar,misal pasir;sedangkanpada tanah berbutirhalus (lanaudan lempung)mengakibatkan hal 25-40
yang sebaliknya.Beberapahubunganempiristentanggradasitelah dikembangkan, misalnyasebagai kriteria untuk menentukankerawanantanah di bawah perkerasan betonakibatpemompaan.Spesifikasi lapispondasiatas dan lapispondasibawahjuga gradasi menggunakan sebagaiparameterkekuatan. Dalamstabilisasi tanah,analisisukuranbutir biasadigunakanuntukperancangan dan pengendaliancampuran.Pada stabilisasitanah dengan aspal, salah satu kriteria kriteriayang digunakanadalahpersentaseminimumdaripadabahan berukuranpasir dan kerikil;sedangkanpada stabilisasi tanahdengansemen,persentasesemendapat ditaksirberdasarkanukuranbutir.Untukstabilisasimekanisatau pondasiatas (gradasi menerus,bahan berbutirdenganatau tanpa bahan tambahkimia)gradasidigunakan untuk menentukanukurandan persentaseagregatatau bahan halusyang diperlukan dalam rangkamendapatkancampuranyang padat (dense)dan kedap. Derajat kelulusanatau permeabilitas(kemampuanbahan untuk mengalirkanair), kadang-kadangdiperkirakanberdasarkanukuran butir. Dalam hal tersebut,perkiraan yang diperolehadalah sangat kasar. Secara umum dapat dikatakanbahwa tanah berukuranlebihkasarakan lebihmudahmengalirkanair daripadatanah berbutirlebih halus; dengan perkataanlain, pasir mempunyai keelulusanyang lebih daripada lempung.
2 ) . Ringkasanmetodapengujian Analisisukuran butir terdiri atas dua bagian; pertama penentuangradasifraksi kasar dengan menggunakansaringan (dapat disebut analisis saringan),dan ke dua penentuangradasifraksihalusyang biasanyamenggunakan hidrometer(lihatGambar 2). Analisissaringandilakukandenganmenyaringcontoh bahan melaluibeberapabuah saringanyang ukurannyamakin kecil. Selanjutnya,berat bahan yang tertahan pada masing-masing saringanditimbangdan dinyatakandalam persenterhadapberattotal contoh. Analisishidrometerdilakukanterhadapcontoh bahan yang berukuranlebih kecil dari2 mm atau lolos SaringanNo. 10 (AASTHOT 88 mengandungdua alternatifmetoda analisishidrometer;metodapertamamenggunakanbahanyang lebihkecildari 2 mm atau lolosSaringanNo. 10, sedangkanmetodayang ke dua menggunakan bahanlebih kecildari 0,425mm atau lolosSaringanNo. 40). Analisishidrometer didasarkanpada prinsip bahwa butir-butirtanah terdispersisecara merata dalam cairan. Berat jenis campuranbutir-butirtanah dan cairankemudiandiukurpada berbagaiintervalwaktu. Untukmenghitungtingkatpengendapanberbagaibutir digunakanHukumStoke yang menyatakanbahwabutirberukuranlebihbesarakan mengendaplebihcepatdaripada butir berukuranlebih kecil (lihatpersamaandi bawah).Dan hal tersebut,perhitungan termasuk koreksi akibat suhu, viskositasdan berat jenis butir-butirtanah. Hasil perhitunganpertama{ama dinyatakansebagai berat contoh yang dianalisisdengan hidrometerdan selanjutnyadikonversikanmenjadi persentaseterhadap berat total contoh,bilatanahmengandung fraksikasar.
Gambar2. Peralatan dansaringan) analisisukuranbutir(hidrometer Catatan Persamaan berdasarkan HukumStoke 1800n
dimana: = fl = r1 = h = t = S Gr, G*, = = Rn = m,c = R'
diameterekivalenbutir(mm); viskositasair letaktitk berat hidrometerdari permukaanair; waktu pembacaan persentasebutir; beratjenis butirtanahdan beratjenisair 1 0 0 0( R ' + c - 1 ) ; koreksisuhudan koreksiminiskus: pembacaanhidrometer
Penentuandiameterbutirdan persentaseberatyang lolosbiasadilakukandengan bantuannomogram. 3).
Penyajianhasilpengujian Hasil pengujiangradasidapat disajikandalam salah satu dari dua bentuk;pertama adalah dalam bentuk tabel yang menunjukkanpersentaseberat butir yang lolos beberapasaringandengan bermacam-macam ukuran.Ke dua adalah bentuk grafik yang menunjukkanhubungan antara ukuran butir atau nomor saringan dengan persentaseberat butir yang lolos saringan.Penyajiandalam bentuk grafik biasanya menggunakanskala logaritmauntuk ukuranbutir(karenarentangukuranyang besar) dan skalalinearuntukpersentaseberatbutiryang lolos. Untukmenyatakanfraksiyang mempunyaibatas-batasukurantertentutelah digunakan istilahatau nama baku. Dalamurutanyang makinhalus,istilahtersebutditunjukkan di bawah. o ' . . .
MenurutASTM D 422 Kerikil . 7 5 m m - 4 , 7 5m m ( N o .4 ) Pasirkasar : 4 , 7 5m m - 2 , 0 0m m ( N o .4 - N o . 1 0 ) P a s i rs e d a n g . 2 , 0 0 m m - 0 , 4 2 5m m ( N o .1 0 - N o .4 0 ) P a s i rh a l u s : 0 , 4 2 5m m - 0 , 0 7 5m m ( N o .4 0 - N o .2 0 0 ) 27-40
I I I
tr ! I I I I I
Lanau Lempung Koloid
: 0 ,075m m- 0,005m m : lebihkecildari0,005mm : l e bihkecildar0,001 mm i
MenurutAASHTOT 88 Butirberukuran lebihdari2,0 mm Pasirkasar : 2 ,0mm- 0,425m m( No.10- No.40) Pasirhalus :0 ,4 25mm- 0,075m m( No.40 - No.200) Lanau : 0,075mm- 0,002mm Lempung : lebihkecildari0,002mm Koloid : lebihkecildari0.001mm
Tanah dikatagorikan sebagaipasir apabilatanah tersebutmengandunglebihdari 50 persenpasiratau kerikil.Tanahjenis lanauakan mengandungantara40 sampai100 persen butir berukuranlanau; lempungakan mengandungsekurang-kurangnya 30 persenatau setinggitingginya 100 persenbutirberukuranlempungdan koloid.Kerikil biasanyamengandung sekurang-kurangnya 15 persenbutirberukurankerikil. 4).
Pengaruhmetodapengujian Dalam analisissaringan perlu diperhatikanbahwa lempung dan lanau harus benarbenar terbuangdari butir-butirpasir dan kerikil.Di samping itu, dalam menyiapkan contoh uji, harus dihindarkanpecahnyabutir pada beberapajenis kerikilatau batuan lunak. Untuk pasir sangat halus, pengujiansebaiknyadilakukandengan mencuci contohmelaluibeberapasaringan. Analisis hidrometersangat rawan terhadap kesalahan.Sumber utama kesalahan tersebutadalah: . Tidak sempurnanyapemisahantanah menjadibutir-butirindividu(defloculation). . Tidaksempurnanya pencampuran tanahdengancairan. butir-butir ' penempatan Kecerobohan dan pengangkatanhidrometer.
6.2.
Beratjenis tanah
Berat jenis tanah adalah perbandinganantara berat tanah di udara (yang mempunyai volume tertentu) pada suhu tertentu terhadap berat air destilasi di udara yang yang mempunyaivolumeyang sama denganvolumetanah,pada suhu tertentu.Beratjenistanah sering digunakanuntuk menghubungkan berat tanah dengan volumenya.Berat isi tanah basah (diperlukanpada pemecahanpersoalantegangan,penurunandan stabilitas)dapat dihitungapabilaberatjenis, derajatkejenuhandan rasio ronggadiketahui.Disampingitu, berat jenis tanah digunakanpada perhitungan-perhitungan beberapapengujiantanah di laboratorium. (AASHTOT Pengujianberatjenis tanah diuraikandalam SNI 03-1964-1990 100). Pada sebagianbesar tanah, keberadaanbeberapajenis mineralyang mempunyaiberat jenis berbedadapat menyulitkanpengujianberatjenis. Sehubungandengan hal tersebut, maka pengujianberat jenis tanah perlu mengikutiMetoda PengujianBerat Jenis dan PenyerapanAgregat Kasar menurut ASTM C 127 atau AASHTO T 85, apabilatanah mengandungbutiranyang lebih besar dari 4,75 mm (No. 4). Beratjenis tanah (gabungan butiran kasar dan butiran halus) selanjutnyaditentukandengan menggunakanrumus sebagaiberikut: Beratjenistanah=
6.2
pc,pf gc gf
-T
28-40
dimana = pc = gc = pf = gf
: persentaseporsikasaryang dinyatakandalamdesimal beratjenis porsi kasar persentaseporsi halusyang dinyatakandalam desimal beratjenis porsi halus
1). Ringkasanpengujian Contoh tanah (seluruhnyalolos No.4 atau No. 10) yang telah diketahuiberatnya, yang dipilih,dimasukkan tergantungpadametodaanalisishidrometer secarahati-hatike dalam piknometeryang telah dikalibrasi.Selanjutnyapengujiandilakukansebagai berikut: . Air destilasi ditambahkan sampai mengisi kira-kira tiga-perempatbagian piknometer. . Udarayang terperangkap di dalamcontohdikeluarkandengancara dihampakan sebagian(tekananudara tidak boleh lebih dari 100 mm air raksa)atau dengan cara mendidihkan air dalampiknometer. . Piknometer diisipenuhdenganair destilasi. . Pikonometer dan isinyaditimbang. . Beratjenisdihitungdengancarasebagaiberikut: Beratjenistanah= dimana: = Wr = Ws = Wz = W
W, - W'' W ( W o , r - ( W .- W r )
6.3
beratpiknometer berat piknometer,contohdan air berat piknometerdan contoh beratpiknometer dan air
Perhitungandilakukanberdasarkanberat yang dikoreksidengan suhu, terutama yang berisiair. untukberatpiknometer 2). Hasilpengujiantipikal Beratjenis tanah berkisarmulaidari di bawah2,0 untukbutirtanahorganikatau porus sampai di atas 3,0 untuk tanah yang mengandungmineralberat. Namun demikian, sebagianbesar tanah mempunyaiberatjenis antara 2,65 sampai2,85. Suatu tanah yang mengandungberbagaijenis mineraldapat mempunyaiberatjenis yang berbeda, tergantungpadamewakili{idaknya contohyang diambil. 3). Pengaruhmetodapengujian Ketelitianhasil pengujiansangat tergantungpada kehati-hatian dalam penimbangan dan pengukuransuhu, karenakesalahankecildalamhal tersebutsangatmempengarui hasil pengujian. Kalibrasi piknometer, pengeluaran udara dalam contoh dan pengeringan contohharusdilakukandengansempurna. 6.3. Pengujiankonsistensidan indeks Pengujiankonsistensiatau pengujianbatasAtterbergterdiriatas pengujianbatas cair, batas plastisdan batas susut. Batas cair dan batas susut digunakanuntuk menghitungindeks plastis.
29-40
Pengujiankonsistensidiuraikansecra rinci dalam SNI-03-1967-1990 atau AASHTO T 89 (Batas Cair), SNI 03-1966-1990atau AASHTO T 90 (Batas Plastis)dan SNI 03-3422-1994 atau AASHTOT 92 (BatasSusut). Sifat-sifat teknistanahsangatdipengaruhi olehair dimanahasilketigapengujiankonsistensi, yang dinyatakansebagaikadarair, digunakanuntukmembedakanberbagaitingkatkeadaan tanah. Batas cair merupakankadar air dimanatanah berubahdari keadaancair menjadi keadaan plastis; batas plastis merupakanbatas antara keadaan plastis dengan keadaan semi-padat;sedangkan batas susut menjadi batas antara keadaan semi-padatdengan keadaanpadat, atau kadar air dimana penyusutanvolume tanah mulai berhenti.Indeks plastismerupakanperbedaanantarabatas cair denganbatas plastis,yaitu kadarair dimana tanahdalamkeadaanplastis. Dalam kaitannyadengan jalan raya, penggunaanyang paling umum hasil pengujian konsistensi adalahuntukkelasifikasi tanah,dimanatanahyang mempunyaibatas-batas dan indeksyang hampirsamadimasukkandalamkelompokyangsama. Tanah dengan batas cair tinggi biasanyaterdiri atas lempungyang mempunyaisifat-sifat teknisjelek.Tanahdenganindeksplastisrendahmenunjukkan bahwatanahtersebutadalah tanah berbutiryang kohesi atau plastisitasnyarendah atau tidak ada. Batas cair bersamasama dengan indeksplastissampaitingkattertentudigunakanuntuk menilaimutu bahan perkerasan,yaitu dalam rangka menghindarkanpenggunaan bahan granular yang mengandung terlalubanyakbahanhaluskohesifplastis. 1) Ringkasanpengujian Peralatanuntuk pengujianbatas Atterberg(alat Casagrande),batas plastisdan batas susut berturut-turut ditunjukkanpada Gambar3 dan 4.
Gambar.3.Alat pengujianbatascairdan batasplastis -::rfi:::i|:::::::rjii:it::tja-:i:::::::::::::::::j.iiiiz
7-, 1=;_":.=.:
,/,
t j i i i : : i i : c o N T o H B A S A H : i : i i i ! : i , i.ill,iti c o N T o H K E R T N G ; iiiii
il
l"'7"'7"1*7 ,
l'1"7*1"7=77:
7, /. 1 ;.. ".,./.;
Gambar4. Alat pengujianbatassusut 30-40
2 ) Batascair Pengujianbatascair dilakukanterhadapcontohtanahyang butir-butirnya lebihkecildari 0,425 mm (No. 40). Alat utama yang digunakanuntuk pengujianbatascair adalahalat Casagrandedimanaurutanpengujiannyaadalahsebagaiberikut: . Contohtanah(kira-kira150 gr) ditambahair secukupnyadan diadukmerata. . Contohdimasukkan ke dalamcawanalatCasagrande dan diratakan. . Bagian tengah contoh tanah pada cawan digores dengan grooving fool sehingga terbentukalur. . Cawandiketuk-ketuk sampaialur sepanjangkira-kira13 mm menutup. . Contohtanahdiperiksakadarairnya. . Pengujiandiulangipada beberapakadarair yang lain sehinggadiperolehhubungan antarajumlahketukandengankadarair. . Batascairadalahkadarair pada25 ketukan.
3).
Batasplastis Pengujianbatasplastisdilakukanpada pelatkaca denganurutansebagaiberikut: . Contohtanah(kira-kira 20 gr) ditambahair secukupnyadan diadukmerata. . Contohtanahdiletakkandi atas pelat kaca dan digulungdengantelapaktangan sehinggaterbentuk"benang-benang" tanah. . Apabila pada saat mencapaidiametersekitar 3 mm, "benang-benang" tanah terputus-putus, maka kadarair contohtanah merupakanbatasplastis.
4).
Indeksplastis Indeksplastisdiperolehdenganmengurangkan batasplastisdari batascair.
5).
Batassusut Pengujianbatassusutdilakukandenganurutansebagaiberikut: . Contoh tanah (kira-kira30 gr) ditambahair secukupnya(sampaijenuh) dan diadukmerata(penambahan air padacontohtanahgemburadalahkira-kirasama atau sedikit di atas batas cair, sedangkanpada tanah plastis,adalah kira-kira sampai10 persendi atas batascair). . Contohtanahdimasukkandalamcawankecilyangvolumenyadiketahui . Permukaancontohtanahdiratakan. . Contohtanah dibiarkanpada suhu ruang sehinggawarnanyaberubahdari gelap menjaditerang. . Cawan berisitanah dimasukkanke dalam oven (suhu 110 0C)sampaiberatnya tetap. . Cangkirkacadimasukkanke dalamcawanporselin . Contohtanahdikeluarkan dari cawandan dimasukkan(dengancaramenekan)ke dalamcangkirkaca (g/asscup) yang berisipenuhair raksa. V,-,Vo . B a t a ss u s u t= * 0.4 x100 ........ W dimana: = kadarairjenuh w = volumecontohjenuh V = beratcontohkering W Vo = volumecontohkering
6).
Hasilpengujiantipikal Batas cair mempunyairentang nilai yang lebar dimana untuk lempung,batas cair sampai80-100bukanlahnilaiyangjarangdijumpai,sedangkanbatascair yang lebih tipikaladalahantara40 sampai60. Untuklanau,batas cair tipikaladalahantara25 dan 50. Pengujianbatascair tanahjenis pasirbiasanyatidakberhasildan apabilahal tersebutterjadi,makatanahdakatakan"nonplastis". 31-40
Batas plastislempungdan lanau tidak berbedajauh, umumnyaberkisarantara 5 sampai50. Namun demikian,lanau biasanyamempunyaiindeksplastisyang lebih kecildaripadalempung. Batas susut lempungdapat berkisarantara 6 sampai 14, sedangkanuntuk lanau pasir murni seringkali berkisarantara 15 sampai30. Selamaperiodepengeringan, tidakmengalamipenurunanvolume. lndeksplastislempungyang sangatplastisdapatmencapai70 sampai80; sedangkan indeks plastislempungyang umum berkisarantara 20 sampai40. Tanah bersifat lanaubiasanyamempunyaiindeksplastisyang berkisarantara10 sampai20. Untuk kepentinganevaluasimutu, terutamauntuk tanah granular,batas cair maksimum yangdiijinkanadalah25 dan indeksplastismaksimumadalah6. 7).
Pengaruhmetodapengujian Padapengujianbatascair,sumberkesalahanyangseringdijumpaiadalah: . Tidaktepatnyatinggijatuhcawan. . Sobeknyaalur akibatpenggoresanoleh groovingtool. . Terlalutebalnyapastatanahdalamcawan. . Tidak tepatnyakecepatanpenjatuhancawan. . Tidaktepatnyapenilaianpanjangalur yang menutup.
6.4. Pengujianhubungan berat isi dengan kadar air 1). Penggunaan Pengujian hubungan berat isi dengan kadar air, selanjutnyadisebut pengujian pemadatan,dirancanguntuk membantupemadatantanah di lapangan,yaitu agar dapat diperolehsifat-sifattanah yang terbaik.Diketahuibahwa kekuatanatau tahanan geser tanah akan meningkatsejalan dengan peningkatankepadatan.Pengujian pemadatan dapat dibagi menjadi dua, yaitu pengujian pemadatan "ringan" atau "standard"serta pengujianpemadatan"berat" atau "modified". Pengujianpemadatan"ringan"(diuraikan atauAASHTOT 99) dalamSNI 03-1742-1989 dilakukan di laboratoriumdengan menggunakandaya pemadatantertentu yang dianggapmiripdengandaya pemadatanoleh mesinpemadatyang umumdigunakandi lapangan.Diketahuibahwamakinbesardaya pemadatan,makinbesarpula kepadatan yang diperoleh.Oleh karenaitu, pengujianpemadatan"berat"(diuraikan dalamSNI 031743-1989atau AASHTO T 180) dikembangkanuntuk mendapatkankepadatanyang lebih besar. Sudah barang tentu, untuk mendapatkanberat isi kering yang sesuai denganpemadatan"berat"diperlukanmesinpemadatyang lebihberatdaripadamesin pemadatuntukmendapatkan beratisi keringhasilpemadatan"ringan". Salah satu faktorpentingdalam pemadatantanah adalah,kepadatanyang dikehendaki dapatdiperolehapabilatanah mempunyaikandunganair tertentu.Dalamhal tersebut, air dapat berfungsisebagaipelumas.Namundemikian,air yang terlalubanyakakan mengakibatkanbutir-butirtanah cenderung terpisah sehingga kepadatan yang diinginkansulit diperoleh.Oleh karenaitu, pengujianpemadatandi laboratorium tidak semata-mataditujukanuntukmenetapkankepadatanyang harusdicapaidi lapangan, tetapi juga untuk menetapkanair yang seyogyanyadikandungoleh tanah yang dipadatkan. Dengan kepadatantertentu (disebut kepadatankering maksimum)dan kadar air tertentu (disebut kadar air optimum),maka pemadatandi lapangan akan dapat dilakukandengan mudah (best conditionpracticable).Pemadatandi lapangan perlu 32-40
disertaidenganpengujianpemadatandan apabilakepadatanyang dicapailebihrendah daripadayang disyaratkan,maka upayapemadatanperluditambah. 2).
Ringkasanpengujian (AASHTOT 99) dan SNI 03-1743-1989 SNI 03-1742-1989 (AASHTOT 180),masingmasing terdiri atas empat metoda (disebutMetoda A, B, C dan D) sebagaimana padaTabel2. Peralatanutamayang digunakanpadapengujiankepadatanditunjukkan kadar air adalah penumbuk dan cetakan (mould) sebagaimanaditunjukkanpada Gambar5. Pengujianpemadatandilakukanmelaluilangkah-langkah sebagaiberikut: . Siapkan contoh yang beratnya tergantung pada metoda yang dipilih (sebagai perkiraan:15 kg untukmetodaA,45 kg untuk MetodaB, 30 kg untukMetodaC dan 60 kg untukmetodaD). a Keringkancontohpada udaraterbuka(apabilacontohbasah)dan gemburkan. a Saringcontohdengansaringanberukuranyang sesuai. I Bagicontohhasilsaringanmenjadi5 bendauji. a Tambahkan air yang berbeda terhadap masing-masingbenda uji (2 buah di bawahkadarair optimum,1 buahdi sekitarkadarair optimumdan 2 buah di atas kadarair optimum)dan aduk sampaimerata. Masukkanmasing-masing benda uji ke dalam kantongplastikatau wadah lain yang kedapdan biarkanbeberapalamasehinggaair meresapke dalamtanah. Padatkanmasing-masing benda uji dalam cetakandenganjumlah lapisandan tumbukanyang sesuai dan setelah pemadatanlapis terahir,ratakanpermukaan bendauji dalamcetakan. Timbangcetakandan benda uji (denganmengetahuiberat cetakan,berat benda uji basahdapatdiketahui). a Tentukankadarair bendauji. a Hitungberatisi keringmasing-masing bendauji. a Buatgrafikyang menunjukkan hubunganantarakadarair denganberatisi kering. a Tetapkanberatisi keringmaksimum(puncakgrafik)dan kadarair optimum(kadar air yang sesuaidenganberatisi keringmaksimum).
pengujian pemadatan Tabel2. Prosedur alternatif URAIAN .
Penumbuk . Berat(kg) . T i n g g i j a t u h( c m ) . Cetakan . Diameter(mm) . Tinggi(mm)^ . Volume(cm') . Lapisan . Jumlah . Tumbukan/lapis . Contohtanah . Lolos saringan (mm)
sNl 03-1742-1989 (AASHTO T ee) A B C D
sNt 03- 1743- 1989 (AASHTO T 180) D A B c
2 , 5 2 , 5 2 , 5 2 , 5 4,54 4,54 4,54 4,54 30,5 30,5 30,5 30,5 45,7 45,7 45,7 45,7 102 1 5 2 102 152 102 1 5 2 102 152 116 116 '116 116 116 116 116 116 943 2 1 2 943 2 1 2 943 2 1 2 943 2 1 2 4 4 4 4 6 3 3 5 ? 25 5 25 25 3 25 5 56 56 56 56 4,75
19,0 4,75
33-40
4,75 19,0
19,0 4,75
19,0
ffi Gambar5. Penumbukdan cetakanuntukpengujianpemadatan
3 ) . Hasilpengujiantipikal Denganpemadatan"berat",beratisi keringmaksimummeningkatsekitar0,160sampai 0,320Vm', sedangkankadarair optimummenurunsekitar3 sampai10%. Untukpasir dan kerikiltidak mengandungbahan halus yang dipadatkandengancara yang telah diuraikan,penambahanair tidak menimbulkanpengaruhnyata terhadap kepadatankering. Spesifikasipemadatanbiasanyamenetapkanbahwa berat isi kering harus mencapai persentasetertentuterhadapberat isi kering maksimum.Persentasetersebutberkisar antara95 sampai 100% untuktanahgranulardan antara90 sampai95% untuklanau d a nl e m p u n g . 4).
Pengaruhmetodapengujian Pengujiankepadatan-kadarair tidak begitu rawan kesalahan,karena ketelitianhasil pengujiankepadatandi lapanganakan sama denganhasilpeengujiandi laboratorium. Namun demikian, beberapa hal yang perlu diperhatikanpada saat pengujiandi laboratorium adalah: . Pengadukan tanahdenganair perlubenar-benar merata. . Contohuntukpengujiankadarair perlubenar-benar mewakili. . Untuk tanah yang mengandungcukup banyakbahan di atas 4,75 mm (No. 4), berat isi yang diperolehdengan Metoda A dan B perlu koreksi,yaitu sebagai kompensasi terbuangnya bahandi atas4,75 mm. Sejauhini terdapatperdebatanmengenaikelayakandibandingkannya hasilpemadatan di laboratoriumdengan pemadatandi lapangan,dimana pertanyaanyang timbul menyangkutukuran, berat dan tinggi jatuh penumbuk.Namun demikian,sejauh spesifikasimenghendakipengujianbaku,maka hal-halyang dipertanyakan tidak perlu pelaksanaan. menjadihambatandalam Untuk mengetahui kepadatan yang dicapai di lapangan, empat metoda yang dikembangkantelah memberikanhasil yang memuaskanuntuk semua jenis tanah. Keempatmetodatersebutmenggunakan bahansebagaiberikut: . Nuklir. . Pasirdikalibrasiatau dikenaldengancorongpasir (sandcone). . Air yang ditahandenganselaputataudikenalbalonkaret. . Cairanyangsangatkental.
Metodake lima yang melibatkanpengambilancontohdengantabungberdindingtipis hanyacocok untuktanah yang mengandunglanaudan lempungcukup banyak,tidak cocokuntuktanahyang mengandungbanyakbahankasar. 6.5.
PengujianCBR di laboratorium
CBR (CaliforniaBearing Ratio)merupakanparameterkekuatanrelatifyang digunakan dalamdisainperkerasan.
sering
MetodapengujianCBR dikembangkanpada tahun 1930oleh CaliforniaDivisionof Highways dan kemudiandiikutidan disesuaikan oleh berbagaiinstitusidan negaradi dunia.The Corps of Engineers menganut dan menyesuaikanmetoda tersebut sejak tahun 1940-an dan dipandangpalingumum diikuti,baik tanpa maupundenganpenyesuaiankecil.Pada tahun 1961, lhe American Societyfor Testingand Materialsmengangkatmetoda pengujianCBR dengan kode ASTM D 1883, Bearing Ratioof Laboratory-CompactedSo/s. Dalam beberapa aspek, metoda pengujianmenurutASTM berbeda dengan metoda menurut the Corps of Engineers dan dengan metoda menurut the American Associationof State Haighway and TranspoftationOfficials(AASHTO),yang mengangkatmetoda pengujianCBR pada tahun 1972dengankodeAASHTOT 193. PengujianCBR pada dasarnyadilakukandengan mengukurbeban yang diperlukanoleh batangpenekanberukuranstandaruntukmenembustanah pada kecepatantertentu. Dengan demikian, CBR adalah perbandinganantara beban yang dipedukan untuk mendorongbatangmasukke dalamtanahdenganbebanyang diperlukanuntukmendorong batangmasukke dalam ke dalambatu pecahsampaikedalamantertentu,yang dinyatakan dalam persen. Dalam hal tersebut,beban dinyatakandalam satuan mega pascal (psi) dimanauntuk batu pecahtelah dibuatstandarnya.Kedalamanyang biasa dijadikanacuan adalah2,5 atau5 mm (0,1 atau 0,2 in), meskipunkedalaman7,5, 10 dan 12,5mm (0,3,0,4 dan 0,5 in)juga dapatdigunakanbiladiperlukan. SebelumpengujianCBR biasanyadilakukanpengujian-pengujian sebagaiberikut: . Analisissaringanbutirhalusdan butirkasar : SNI 03-1968-1994 (AASHTOT27) . Pengujianberatjenis (AASHTOT 100) : SNI 03-1964-1990 . Pengujianbatascair (AASHTOT 89) : SNI-03-1967-1990 . Pengujianbatasplastisdan indeksplastis : SNI 03-1966-1990 (AASHTOT 90) . Analisisbutiruntukkelasifikasi : SNI 03-3423-1994(AASHTOT 90) . Pengujianpemadatanringan : SNI 03-1742-1989(AASHTOT 99) . Pengujianpemadatanberat (AASHTOT 180) :SNl 03-1742-1989 Metodayang diuraikanpada butirini didasarkanpada metodapengujianCBR menurutSNI 03-1744-1989(AASHTOT 193). 1). Lingkup Metoda pengujianCBR dimaksudkanuntuk mendapatkandaya dukung relatif(CBR) tanahdan tanahdan tanah-agregat untukkeperluandisainperkerasan. Bahanyang akan diuji terlebihdulu dipadatkanpada kadaroptimumdi dalamcetakan diameter152 mm (6 in) denganmenggunakan penumbukyang beratnya2,49kg (5,5lb) d a n m e m p u n y at i n g g i j a t u h3 0 5 m m ( 1 8 i n ) .
3s-40
PengujianCBR berguna untuk mengevaluasitanah dasar serta bahan untuk lapis pondasibawah dan lapis pondasiatas yang mengandungsedikitbutir yang tertahan saringan19 mm (%in). 2). Peralatan PeralatanyangdigunakanpadapengujianCBR di laboratorium adalahsebagaiberikut: a. Cetakan (mould) pada Gambar6, cetakanyang digunakanpada pengujian Sebagaimana ditunjukkan CBR harus berbentuksilinder,terbuatdari logam,diameterdalam 152,4+0,66mm (6,0+0,026in) dan tinggi 177,8+0,66mm (7,0+0,016in) serta dilengkapidengan leher (colar)dengan tinggi kira-kira51 mm (2 in) dan pelat dasar berlubang-lubang (perforarted base plate). Untuksetiaptanahyangdiuji,perludisediakanpalingsedikittiga perangkatcetakan. b. Ganjal (spacer disk) Ganjal harus terbuatdari logam diameter150,8+0,8mm (5,9375+0,03125 in) dan tebal 61,4+0,1mm (2,416+0,005 in). Ganjaldigunakanpada saat pemadatanagar diperolehlapisanyangtebalnya116,43mm (4,584in) dan padasaat pengujianCBR (cetakan dibalik), pada bagian atas cetakan masih tersedia ruangan untuk menyimpanpiringbeban. c. Penumbuk(rammer) Penumbuk mempunyaiberat 2,49 kg (2,5 lb) dimana bagian yang mengenai permukaantanah mempunyaidiameter50,8 mm (2 in).Agar dapatjatuh bebasdari ketinggian305 mm (12 in, penumbukdilengkapidengantabungpengarah. d. Alat pengukurpemuaian(apparatusfor measuringexpansion) Sebagaimanaditunjukkanpada Gambar 6, alat ini terdiri atas piring pemuaian dengan peganganyang panjangnyadapat diatur serta dudukan (tripod) untuk meletakkanarloji pengukur.Piring pemuaianterbuatdari logam dengan diameter 149,2 mm (5,875 in) dan diberi banyak lubang berdiameter1,16 mm (0,0625in). Jarak antara kaki-kakitripod adalah sedemikianrupa sehinggadapat didudukkan padalehercetakan. e. Arloji pengukur(indicators) Diperlukandua buah arloji pengukur yang masing-masingmempunyai skala pembacaan0,02 mm (0,001in) dan dapat mengukurjarak25 mm (1 in) untuksatu kaliputaranjarum. f. Piringbeban (surchargeweight) Piring beban terdiri atas beberapabuah dan biasanyadibuat dari timah dengan diameter149,2mm (5,875mm) dan berat2,27+0,04kg (5+0,10lb). Bagiantengah beberapabuah piringbebandiberilubangberdiamter54 mm (2,125in), sedangkan piring beban yang lain diberi celah atau terdiri atas dua bagian sebagaimana padaGambar6. ditunjukkan g. Batangpenekan(penetrationpiston) Batang penekan atau piston terbuat dari logam yang mempunyai diameter 4 9 , 6 3 + 0 , 1m 3 m ( 1, 9 5 4 + 0 , 0 0i5n )d a n l u a sp e n a m p a n g 19 3 5 m m ' 1 3i n ' ; . h. Mesinpembebanan(loadingdevice) Mesin pembebananmerupakanmesin penekanyang mampu menghasilkan beban yang makin meningkatsampai 10.000lb (44,5 N). Pembebanandilakukandengan 36-40
memutar engkol sehingga bekerja seperti dongkrak dimana peningkatanbeban adalahseragampada kecepatan1,3 mm (0,05in) per menit. Mesin pembebanandilengkapidengan cincin beban (proovingring) dimana untuk setiapskalaarlojipengukur,bebanyangdihasilkansudahdikalibrasi. t.
Bak perendaman(soakingtank) permukaanair pada ketinggian25 Bak perendamanharusdapat mempertahankan mm (1 in) di atas permukaanbendauji.
j
Alat pengering(dryingoven) Alat pengeringdigunakandalam rangka menentukan^kadar air benda uji. Alat tersebutharusdapatmempertahankan suhu pada 110+5'C.
k . Peralatanlain Peralatandan perlengkapanlain yang diperlukanpada pengujianCBR adalah timbangankasar dan timbanganhalus, baskom tempat mengaduktanah, sendok tanah, pisau, mistar besi untuk memotongdan meratakantanah pada cetakan, mangkokkadarair, kertassaringdan kainlap.
-L Pirinqpemuaian
Tripod
l)
Cetakan hould)
il
Prinq beban kurcharqe weiqht)
(r)
Penumbuk(rammer)
Mesinpembebanan (loading device)
Gambar6. PeralatanuntukpengujianCBR di laboratorium 37-40
3 ) . Penyiapancontoh Siapkancontohtanah sebagaimanayang dilakukanpada pengujianpemadatanringan menurutSNI 03-1742-1989(AASHTOT 99), kecualiberatnyaharus sekitar35 kg. Bagiantanahyang lolossaringan50 mm tetapitertahansaringan19 mm harusdiganti dengantanahyang lolossaringan19 mm tetapitertahansaringan4,75 mm (No.a). Selanjutnyapisahkansekitar11 kg contoh untuk pengujianpemadatandan bagi sisa contohmenjaditiga bagianyang masing-masing mempunyaiberatsekitar7 kg. 4 ) . Pengujianpemadatan Dengan menggunakanbagian bahan yang beratnya 11 kg, lakukan pengujian pemadatanringanmenurutSNI 03-1742-1989 MetodaD (AASHTOT 99) sebagaimana yang telah diuraikanpada Butir6.5, sehinggadiperolehberatisi keringmaksimumdan kadarair optimum. 5 ) . Prosedur BiasanyapengujianCBR dilakukanterhadaptiga benda uji yang kepadatannya antara 95 persen, atau lebih rendah, sampai 100 persen, atau lebih tinggi, kepadatan maksimumyang diperolehpada Butir 11.10.5.Untukmendapatkan kepadatantersebut, biasanyapemadatandilakukandalam 10, 30 dan 65 tumbukan(untukmendapatkan 100 persenkepadatanmaksimumbiasanyadiperlukan56 tumbukan). Beberapainstitusiada yang melakukanpengujianhanya terhadapsatu benda uji saja, yaitubendauji yang mempunyai100 persenkepadatanmaksimum. PengujianCBR padadasarnyameliputiempattahapsebagaiberikut: . Penyiapanbendauji. . Perendaman. . Pengujianpenetrasi. . Perhitungan dan pelaporan. 6 ) . Penyiapanbendauji Penyiapanbendauji dilakukanmelaluilangkah-langkah sebagaberikut: . lkatkancetakanke pelatdasardan pasanglehercetakan. . Timbangcetakan,pelatdasardan lehercetakandenganketelitian 5 gram. . Letakkankertassaringpada pelatdasardan masukkanganjal. . Tambahkanair terhadaptiga contohyang sudahdisiapkansehinggamempunyai kadarair yang sama dengankadarair optimumyang diperolehpada Butir6.6.5, kemudianaduk secarameratamasing-masing contoh . Padatkan salah satu contoh dalam tiga lapis yang tebalnya sama (tebal total setelahdipadatkanadalah sekitar 127 mm) dimana per lapis ditumbuk10 kali (untukmendapatkan 95 persenkepadatanmaksimum). . Tentukankadarair contohsebelumdan sesudahpemadatan. . Lepaskanleher cetakandan ratakanpermukaantanah dalam silinderdengan menggunakan mistar,jika perlulakukanpemotongan denganpisau. . Lepaskanganjaldan pasangkertassaringpada pelatdasar. . Letakkan cetakan secara terbalik pada kertas saring, kemudian pasang leher cetakandan kencangkanpelatdasardengancetakandan lehercetakan. . Timbangcetakanbersama-sama dengancontoh,pelat dasar dan lehercetakan denganketelitian5 gram. . Lakukanlangkah-langkah di atas untukdua contohyang lain (masingdipadatkan dengan30 dan 65 tumbukan). 38-40
I 7 ) . Perendaman yang perludilakukandalamperendaman Langkah-langkah adalah: . Letakkanpiringpemuaiandi atas contohdalamcetakan. . Masukkanpiring beban yang jumlahnyadisesuikandengan perkiraanbeban akibatlapisperkerasandi atas tanah dasar.Namundemikian,beratbebantidak bolehkurangdari4,54 kg (10 lb). ' Masukkancontohke dalambak perendamandan biarkanair masukmelaluidasar pertahankan dan permukaancontohselama4 hari (96 jam).Selamaperendaman, permukaanair agartetapsekitar25,4 mm (1 in) di atas permukaancontoh.Untuh contohyang terdiriatas campuranlempung-agregat, dapatdilakukanperendaman yang kurang dari 4 hari, sedangkanuntuk beberapajenis lempung,mungkin diperlukanperendamanyang lebih dari 4 hari. Pada awal perendaman,pasang tripodbersama-sama denganarlojipengukurpemuaiandan lakukanpembacaan awal. . Padaahir hari ke empat,lakukanpembacaanpadaarlojidan lakukanperhitungan pemuaian. . Lakukanperhitungan pemuaiandengancara sebagaiberikut: P e r u b a h atni n g g i c o n t o(hm m ) P e m u a i a n( %') = . . . . . . .6. . 5 x100......... 116,43 mm . Angkat contohdari bak perendamandan tuangkanair yang terdapatdi bagian atas cetakandan kemudianbiarkancontohselamakira-kira15 menit. . Lepaskanpiringbebanpiringpemuaian. . Timbangcontohdalamcetakandan lehercetakan. 8 ) . Pengujianpenetrasi Untukmasing-masing bendauji,lakukanlangkah-langkah sebagaiberikut: . Masukkanpiringbebanberlubang(1 buah). . Letakkancetakandi atas dudukanmesin pembebanan. ' Atur piston sedemikianrupa sehingga bagian bawahnyatepat bersentuhan dengan permukaanbenda uji dan tambahkanpiringbeban sehinggajumlahnya sama denganjumlahpiringbebanpadasaat perendaman. ' Atur keduajarumarloji(pengukurbebandan pengukurpenetrasi)padaangkanol. . Lakukanpembebanan(denganmemutarengkol)dengankecepatanpenetrasi1,3 (0,05in) per menit. . C a t a t b e b a n p a d a s a a t p e n e t r a s0i , 6 4 ; 1 , 2 7 ; 1 , 9 1 ; 2 , 5 4 ; 5 , 0 8 d a n 1 2 , 7 0m m ( 0 , 0 2 5 ;0 , 0 5 ;0 , 0 7 5 ;0 , 1 0 0 ;0 , 1 5 0 ;0 , 2 0 0d a n 0 , 3 0 0i n ) .A p a b i l ad i p e r l u k a nd,a p a t dilakukanjuga pembacaanbebanpadasaat penetrasi12,70mm (0,500in). . Ambil contoh dari kira-kira25 mm (1 in) bagian atas benda uji dan lakukan pemeriksaankadar air. Kadar air digunakanuntuk menghitungberat isi kering bendauji.
e)
Perhitungan . SebelumpenentuanCBR, terlebihdulu dibuat hubunganantarategangan(beban) dengan regangan(penetrasi)masing-masingbenda uji sebagaimanaditunjukkan pada Gambar7a. Pada bagianawal kurva, kemungkinanpembacaanbeban tidak sesuai dengan pembacaan penetrasi. Apabila hal tersebut terjadi, maka perlu dilakukankoreksikurva pada pembacaanpenetrasi2,54 dan 5,00 mm (0,10 dan 0 , 2 0i n ) . . Selanjutnya lakukan perhitunganCBR dengan membandingkanbeban hasil pengujian(setelahdikoreksi)pada penetrasi2,54 dan 5,00 mm (0,10 dan 0,20 in) dengan beban standarpada penetrasiyang sama, yaitu 3000 dan 4500 lbs, atau
/
apabila beban yang digunakanadalah tekanan (beban dibagi luas penampang psiton),maka nilai pembagi(bebanstandar)tersebutadalah 1000 dan 1500 lbs/in' (19,7 dan 30,9 MPa) Dalam bentukpersamaan,CBR dinyatkandenganhubungan sebagaiberikut: Bebansetelahkoreksi cBR(%)= x100
6.6
Bebanstandar
NilaiCBR biasanyaperbandinagn bebanpada penterasi2,54mm (0,10in).Apabila perbandingan bebanpada penetrasi5,08 mm (0,20in) ternyatalebihbesardaripada perbandinganpada penetrasi2,54 mm (0,10 in), maka pengujianperlu diulang. Apabila hasil pengulangan tersebut adalah sama, maka CBR merupakan perbandingan pada5,08 mm (0,20in). Untukketigabenda uji, buat hubunganantaraberat isi keringdenganperbandingan bebansebagaimana ditunjukkanpada Gambar7b. Kemudian,tentukanCBR disain berdasarkanberat isi kering yang ditetapkan (biasanya 95% kepadatan kering maksimum).
s' 100 z
6 z Lll
3OTUMBUKAN An
tr u c0 (-) 2s
_,_--r
/ /
1,76
_l
i cBR=52%
0 T l JIVIBJKAN
1,84
1,92
2,OO 2,08
BERAT lSl KERING (ton/m3)
0.1
0,2
0,3
0,4
P E N E T R A S (I i n )
a. Kurvapenetrasi- beban
b. Kurvaberatisi kering- CBR
Gambar7. ContohkurvauntukmenentukanCBR di laboratorium
