1
CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) LAPANGAN PADA
PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
Chandra Sulaiman
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Gunadarma Email: chandrasulaiman10@gmail.com
Abstrak
Percobaan CBR sudah amat dikenal pada kebanyakan proyek di indonesia, baik pada proyek pembuatan jalan maupun pada proyek pengurugan. Bahkan dapat dikatakan bahwa percobaan CBR merupakan standar tes untuk mengetahui kekuatan tanah. Nilai CBR digunakan sebagai dasar perencanaan perkerasan timbunan jalan, besarnya tergantung dari kelas jalan yang dikehendaki. Semakin tinggi nilai CBR, menunjukan kondisi tanah dasar semakin baik. Jika tanah asli mempunyai nilai CBR rendah, maka konstruksi jalan akan cepat rusak. Nilai CBR yaitu perbandingan beban penetrasi suatu bahan terhadap beban penetrasi suatu bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi tertentu. Metodologi yang dilakukan pada praktikum mekanika tanah di lapangan Teknik Sipil Universitas Gunadarma bersifat kuantitatif.Hasil yang diperoleh dari percobaan CBR lapangan akan menghasilkan data kadar air tanah, berat isi basah, dan berat isi kering yang akan dijadikan sebagai pedoman untuk melakukan perencanaan tebal perkerasan atau lapis tambah pererasan.
Kata kunci: CBR lapangan, kekuatan tanah, tebal perkerasan
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Tanah merupakan komponen utama subgrade yang memiliki karakteristik, macam, dan keadaan yang berbeda-beda, sehingga setiap jenis tanah memiliki kekhasan perilaku. Sifat tanah dasar mempengaruhi ketahanan lapisan diatasnya (Silvia Sukirman, 1999). Kekuatan tanah dasar memegang peranan penting dalam mendukung suatu konstruksi seperti; jalan, bangunan gedung , jembatan dan sebagainya. Pada jalan raya, kekuatan struktur suatu perkerasan jalan sangat
bergantung pada daya dukung tanah dalam kepadatan maksimum. Bila perkerasan jalan tidak mempunyai kekuatan secukupnya, maka jalan tersebut akan mengalami kerusakan. Dan untuk menilai kekuatan tanah dasar tersebut, dipergunakanlan nilai CBR (California Bearing Ratio). Pada umumnya perencanaan jalan raya, bandar udara serta pekerjaan kontruksi yang luas lainnya
di Indonesia khususnya di
Departemen Pekerjaan Umum dan Dinas Pekerjaan Umum di daerah menggunakan nilai CBR (California Bearing Ratio) dalam menentukan
2
tebal perkerasan. Data CBR dapat digunakan untuk mengevaluasi
perlunya pemeliharaan dan
peningkatan perkerasan. Dalam upaya mendapatkan data CBR di lapangan, dapat dilakukan penentuan nilai CBR di tempat (in situ) secara konvensional namun cara ini memerlukan waktu yang relatif lama dan peralatan CBR Laboratorium yang relatif mahal (SNI 03-1738-1989).
Parameter yang digunakan pada pegujian yaitu nilai California Bearing Ratio (CBR). California Bearing Ratio yaitu perbandingan beban penetrasi suatu bahan terhadap beban penetrasi suatu bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi tertentu. Pada umumnya pembanding dari bahan yang diuji adalah batu split atau biasa disebut batu pecah yang mempunyai nilai CBR mendekati 100 %.
Pada percobaan kali ini nilai CBR didapatkan dengan melakukan pengujian CBR in-place atau CBR lapangan biasanya digunakan untuk mendapatkan nilai CBR in-situ. Pengujian ini menggunakan proving
ring dan truk standar dengan beban 8 ton sebagai landasan beban saat penetrasi dilakukan.
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan CBR
lapangan yang akan dilakukan dalam praktikum mekanika tanah adalah sebagai berikut:
1. Memperoleh nilai CBR langsung di lokasi pemadatan yang digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan maupun lapis tambah perkerasan.
2. Menentukan nilai kapasitas pembebanan rata-rata yang dapat dipikul oleh suatu lapisan atau bahan tanah.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan tujuan percobaan
CBR lapangan pada praktikum mekanika tanah dapat dirumuskan beberapa masalah penting sebagai berikut:
1. Apa yang dimaksud dengan percobaan CBR lapangan?
2. Bagaimana prosedur percobaan CBR lapangan?
3. Bagaimana cara untuk
3
2. TINJAUAN PUSTAKA
Percobaan CBR (California Bearing Ratio) lapangan merupakan percobaan daya dukung tanah yang dikembangkan oleh California State Highway Department Tahun 1928. Tujuan utama dari percobaan CBR lapangan adalah untuk mengetahui nilai perbandingan penetrasi di sebuah lokasi yang digunakan untuk
merencanakan tebal lapisan
perkerasan jalan. CBR lapangan disebut juga CBR inplace atau field CBR dengan kegunaan sebagai berikut :
a. Mendapatkan CBR asli di lapangan sesuai dengan kondisi
tanah dasar. Umumnya
digunakan untuk perencanaan tebal lapis perkerasan yang lapisan tanah dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi.
b. Untuk mengontrol apakah kepadatan yang diperoleh sudah sesuai dengan yang diinginkan. Pemeriksaan ini tidak
umum digunakan. Metode
pemeriksaannya dengan
meletakkan piston pada
kedalaman dimana nilai CBR akan ditentukan lalu dipenetrasi
dengan menggunakan beban yang dilimpahkan melalui gardan truk (Sukirman, 1993). Alat yang digunakan untuk menentukan besarnya CBR berupa alat yang mempunyai piston dengan luas 3 inch dengan kecepatan gerak vertikal ke bawah 0,05 inch/menit. Proving ring digunakan untuk mengukur beban yang dibutuhkan pada penetrasi tertentu yang diukur dengan arloji pengukur (dial). Penentuan nilai CBR yang biasa
digunakan untuk menentukan
kekuatan pondasi jalan adalah penetrasi 0,1” dan penetrasi 0,2” yaitu dengan rumus sebagai berikut:
CBR 0,1” = x/3000 x 100% CBR 0,2” = y/4500 x 100% Dimana :
x : pembacaan dial pada saat penetrasi 0,1”
y : pembacaan dial pada saat penetrasi 0,2”
Nilai CBR yang didapat adalah nilai yang terkecil diantara hasil perhitungan kedua nilai CBR diatas. Berikut ini adalah tabel beban yang digunakan untuk melakukan penetrasi bahan standar :
4
Tabel 1. Beban Penetrasi Bahan Standar
Penetrasi (inch) Beban Standar (lbs) Beban Standar (lbs/inch)
0,1 3000 1000
0,2 4500 1500
0,3 5700 1900
0,4 6900 2300
0,5 7800 6000
Setelah melakukan percobaan CBR lapangan, kita dapat mengetahui seberapa besar tebal lapisan perkesaran yang direncanakan sesuai dengan kapasitas pembebanan rata-rata yang dapat dipikul oleh lapisan perkerasan.
3. METODOLOGI
Metodologi yang dilakukan pada Praktikum Mekanika Tanah di lapangan Laboratorium Teknik Sipil Universitas Gunadarma bersifat kuantitatif. Data yang didapatkan diambil dari pengujian lapangan dengan percobaan CBR lapangan.
4. PEMBAHASAN
4.1 Pengertian Percobaan CBR Lapangan
CBR (California Bearing Ratio)
adalah perbandingan antara tekanan yang diperlukan untuk menembus
tanah dengan piston yang
berpenampang bulat seluas 3 inch2 dengan kecepatan 0,05 inch/menit terhadap tekanan yang diperlukan untuk menembus bahan standar tertentu. Umumnya CBR dinyatakan pada penetrasi 0,1 inch, jika CBR pada penetrasi 0,2 inch lebih besar pada CBR pada penetrasi 0,1 inch, maka pengujian harus dilakukan minimal 3 kali pada lokasi yang berdekatan. Hasil dari 3 kali pengujian menunjukkan CBR pada penetrasi 0,2 inch lebih besar dari CBR pada penetrasi 0,1 inch, maka ditetapkan nilai CBR adalah CBR pada penetrasi 0,2 inch.
4.2 Prosedur CBR lapangan
Prosedur dalam percobaan CBR lapangan adalah sebagai berikut. 1. Memasang tiang penghantar
untuk menjangkarkan ambang penahan pada bagian atas atau pangkal tiang penghantar, kemudian memasang pengunci. mengatur sedemikian rupa hingga tiang pengahantar berdiri tegak dan kokoh.
2. Menyambung piston penetrasi dengan pipa set supaya jarak piston dengan permukaan tanah sekitar 1 - 2 cm.
5
3. Meletakkan jembatan bantu di sebelah pipa set.
4. Memasang magnetic dial holder pada piston penetrasi, mengatur lengannya agar dial menyentuh jembatan bantu.
5. Meletakkan plat distribusi beban diameter 10 inci di bawah piston penetrasi, bila perlu gunakan bahan tambahan.
6. Menurunkan piston dengan memutar engkol jack sampai proving ring menunjukkan beban yang sama dengan berat beban yang dipasang.
7. Mengatur dial proving ring dan dial penetrasi agar menunjukkan angka nol.
8. Memutar engkol jack dengan
kecepatan konstan agar
kecepatan penetrasi mencapai 0,05"/menit (1,27 mm/menit). 9. Membaca dial proving pada
penetrasi 0,0125" (0,318 mm) 0,0250" (0,635 mm) 0,0500" (1,270 mm) 0,0750" (1,905 mm) 0,1000" (2,540 mm) 0,1500" (3,810 mm) 0,2000" (5,080 mm) 0,3000" (7,620 mm) 0,4000" (10,160 mm) 0,5000" (12,700 mm) 10. Menentukan kadar air dan berat
isi benda uji setempat.
11. Pemeriksaan ini harus
dilaksanakan paling sedikit 3 kali dengan jarak minimum 30 cm.
12. Harga CBR lapangan ditetapkan sama dengan rata-rata dari hasil
pemeriksaan jika hasil
pemeriksaan tersebut masih dalam batas toleransi.
13. Melakukan 3 kali pemeriksaan lagi jika hasil pemeriksaan ini melebihi dari toleransi. Nilai CBR ditetapkan sama dengan rata-rata dari hasil 6 kali pemeriksaan.
14. Batas-batas toleransi lapangan: CBR < 10% : + 3%
CBR 10 - 30% : + 5% CBR 30 - 60% : + 10% CBR > 60% : + 25%
15. Membereskan semua peralatan yang sudah dipakai.
16. Menghitung semua hasil
pengujian, lalu memasukkan harga CBR lapangan bila perlu harga kadar air dan berat isinya.
6
4.3 Tabel dan Perhitungan
Tabel data dan perhitungan yang
digunakan pada percobaan CBR lapangan dapat dilihat pada lampiran. Hasil percobaan CBR lapangan dapat dilihat pada Tabel 4.1 hingga 4.4 Percobaan CBR Lapangan dan untuk hasil Gambar 4.1 Grafik Percobaan CBR Lapangan yang dapat dilihat pada lampiran.
Perhitungan pada percobaan CBR lapangan adalah sebagai berikut. 1. Perhitungan penetrasi CBR
Lapangan
a. Beban 0,100”
= pembacaan dial × kalibrasi proving ring = 3,800div35,2740lbs div = 134,041 lbs b. Nilai CBR 0,100” = beban 100% 3 1000 = 134,041 lbs 100% 3 1000 = 4,468% c. Beban 0,200”
= pembacaan dial × kalibrasi proving ring = 5,400div35,2740lbs div = 190,480 lbs d. Nilai CBR 0,200” = 100% 1500 3beban = 100% 1500 3 lbs 190,480 = 4,233%
2. Perhitungan kadar air percobaan CBR Lapangan pada sampel 1 a. Berat tanah kering
= (berat tin box + berat tanah kering) - berat tin box
= 46, 200 g 0,160 g−
= 37,040 g b. Berat air
= (berat tin box + berat tanah basah) - (berat tin box + berat tanah kering)
= 61,460g−46,200g = 15,260 g c. Kadar air = A × 100% B = 15, 260 100% 37, 050 = 41,199% Keterangan : A : Berat air (g) B : Berat tanah kering (g) 3. Perhitungan berat isi percobaan
CBR Lapangan pada sampel 1 Berat ring = 94,020 g
7
Diameter ring (d) = 5,970 cm
Tebal ring (t) = 2,170 cm
a. Berat tanah basah
= (berat ring + tanah basah) – berat ring
= 199,540 – 94,020 = 105,520
b. Berat isi basah = D C = 105,520 g3 60, 743 cm = 1,737 g/cm3 Keterangan :
C : Berat tanah basah (g) D : Volume ring (cm3) c. Volume ring = 1 2 4 d t = 1 3,140 (5, 970)2 2, 710 4 = 60,743 cm3 d. Berat isi kering
= 100% F 100 E + = 1,737 g 100% 100 41,199%+ = 1,230 g/cm3 Keterangan :
E : Berat isi basah (g/cm3)
F : Kadar air tanah (%)
5. KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil dari percobaan CBR lapangan yang telah dilakukan, didapat nilai CBR pada penetrasi 0,100” sebesar 4,468% dan pada penetrasi 0,200” sebesar 4,233%. Sesuai Tabel 4.5 nilai CBR sebesar 4,468% termasuk kedalam klasifikasi tanah dengan kekuatan sub grade yang normal dan sesuai syarat SNI 1738:2011 dengan nilai CBR pada penetrasi 0,100” lebih besar dari nilai CBR pada penetrasi 0,200”.
5.2 Saran
Pelaksanakan percobaan CBR
lapangan dapat sebaiknya dilakukan mengikuti prosedur percobaan yang tertera di dalam modul dan diperlukan ketelitian serta kedisiplinan untuk menghindari adanya kesalahan dalam
mengukur, menghitung, dan
mendeskripsikan tanah.
6 . DAFTAR PUSTAKA
ArdiantoYupi,T.2017.Menentukan Nilai CBR Menggunakan Alat DCP Dalam Grafik Dan Persamaan Fungsi: Suatu Studi
8
Berdasarkan Kebutuhan Dunia Usaha Jasa Konstruksi. Skripsi diterbitkan.Lampung: UNILA. BSN. (2011). SNI 1738:2011. ara Uji
CBR (California Bearing Ratio) Lapangan. 2011. Badan Standarisasi Nasional: Jakarta. Chairani, Merya, Teuku. 2020.
Laporan Praktikum Mekaika Tanah,2012:(Online),(https:/dhav iee.blogspot.com/2012/05/lapora
n-praktikum-mekanika-tanah.html, diakses 22 Juli 2020). Edi, Barian, .2020. Penelitian KekuatanTanah:(Online),( https:/ /ejournal.borobudur.ac.id/index.p hp/teknik/article/download/326/3 23, diakses 22 Juli 2020).
Hardiyatmo, Hary Cristady. 2012. Mekanika Tanah I Edisi VI.
Yogyakarta: Gadjah Mada
9
LAMPIRAN
Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Penetrasi CBR Lapangan
Waktu (menit) Penurunan (inchi) Pembacaan Dial
(div) Beban (lbs) 0,250 0,0125 0,500 17,637 0,500 0,0250 0,800 28,219 1,000 0,0500 1,500 52,911 1,500 0,0750 2,800 98,767 2,000 0,1000 3,800 134,041 3,000 0,1500 5,300 186,952 4,000 0,2000 5,400 190,480 6,000 0,3000 6,500 229,281 8,000 0,4000 7,000 246,918 10,000 0,5000 7,500 264,555
Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Kadar Air CBR Lapangan
No Parameter Hasil
1 2 3
1 Berat Tin Box (g) 9,160 14,800 10,150
2 Berat Tin Box + Tanah Basah (g) 61,460 63,680 54,950
3 Berat Tin Box + Tanah Kering (g) 46,200 47,440 42,160
4 Berat Tanah Kering (g) 37,040 32,640 32,010
5 Berat Air (g) 15,260 16,240 12,790
6 Kadar Air (%) 41,199 49,755 39,956
10
Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Berat Isi CBR Lapangan
No Parameter Sampel Ring
1 2
1 Berat Ring (g) 94,020 77,860
2 Volume Ring (cm3) 60,743 56,332
3 Berat Ring + Tanah Basah (g) 199,540 178,680
4 Berat Tanah Basah (g) 105,520 100,820
5 Berat Isi Basah (g/cm3) 1,737 1,789
6 Berat Isi Kering (g/cm3) 1,230 1,195
Rata-rata (g/cm3) 1,212 0 50 100 150 200 250 300 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 B e b an ( lb s ) Penurunan (inchi) Grafik CBR Lapangan
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan
Tabel 4.4 Hasil Pemeriksaan Nilai CBR Lapangan
Parameter (inch) Nilai CBR (%) 0,100 5,997 0,200 5,565
11
Tabel 4.4 Klasifikasi Nilai CBR Berdasarkan Kekuatan Subgrade
Nilai CBR Kekuatan Subgrade Komentar
< 3 % Jelek Pemadatan diperlukan
3% - 5% Normal Perlu tidaknya pemadatan tergantung
dengan kategori jalan
5% - 15% Bagus Pemadatan secara normal tidak
diperlukan kecuali untuk lalu lintas berat