5
Menurut (Hardiyatmo 2019:1) Dalam pengertian teknik sipil, tanah adalah himpunan mineral, bahan organik, dan endapan-endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak di atas batuan dasar (bedrock). Ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh zat organic, karbonat, atau oksida-oksida yang mengendap diantara partikel-partikel. Ruang di antara partikel-partikel dapat berisi udara, air, ataupun keduanya. Proses pelapukan batuan atau proses geologi lainnya yang terjadi di dekat permukaan bumi membentuk tanah. Bentukan terjadinya tanah dari bebatuan induknya, dapat berupa proses kimia maupun proses fisik. Proses terbentuknya tanah secara fisik yang mengubah bebatuan menjadi partikel-partikel kecil, akibat terjadinya pengaruh dari air, angin, erosi, es, manusia, atau hancurnya partikel-partikel tanah akibat dari perubahan suhu maupun cuaca. Partikel-partikel tanah mungkin berbentuk bergerigi, bulat, ataupun bentuk-bentuk lain-lain diantaranya. Secara umum, terjadinya pelapukan akibat proses kimia yang dapat terjadi oleh pengaruh karbondioksida, oksigen, air (mengandung alkali maupun asam) dan proses-proses kimia yang lainnya. Jika hasil dari pelapukan telah berpindah dari tempatnya disebut sebagai tanah terangkut (transported soil) dan apabila tanah masih berada pada tempat asalnya disebut sebagai tanah residual (residual soil).
Istilah dari jenis-jenis tanah seperti kerikil, pasir, lanau, lempung atau lumpur digunakan untuk menggambarkan ukuran partikel-partikel pada batas-batas ukuran butiran yang telah ditentukan. Tetapi ada juga beberapa istilah yang sama juga digunakan untuk menggambarkan sifat-sifat tanah yang khusus. Contohnya, lempung merupakan jenis tanah yang memiliki sifat plastis dan kohesif, sedangkan pasir digambarkan sebagai jenis tanah yang tidak memiliki sifat kohesif dan tidak plastis. Pada umumnya jenis-jenis tanah terdiri dari banyaknya campuran-campuran ataupun lebih dari satu macam ukuran partikel. Jenis tanah lempung belum tentu terdiri dari partikel lempung itu saja, tapi dapat juga tercampur dengan butir-butir
ukuran tanah jenis pasir maupun lanau, dan mungkin saja terdapat beberapa campuran bahan organik. Ukuran-ukuran partikel dari tanah terdapat beberapa bervariasi dan bahkan lebih besar dari 100 mm sampai ke yang lebih kecil dari 0,001 mm.
2.2 Ukuran Tanah
Menurut (Bowles 1984:25) Tanah merupakan campuran partikel-partikel yang terdiri dari semua atau salah satu dari jenis tanah berikut:
Berangkal (boulders) potongan batuan yang besar, biasanya lebih besar dari 250 - 300 mm. untuk kisaran ukuran 150 - 250 mm, fragmen batuan ini disebut kerakal (cobbles) atau pebbles.
Kerikil (gravel) partikel batuan yang berukuran 5 - 150 mm.
Pasir (sand) partikel batuan yang berukuran 0,074 - 5 mm. Berkisar dari kasar (3 - 5 mm) sampai halus (<1 mm).
Lanau (silt) partikel batuan yang berukuran dari 0,002 - 0,074 mm.
Lempung (clay) partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm.
Koloid (colloids) partikel mineral yang “diam”, berukuran lebih kecil dari 0,001 mm.
Menurut (Hardiyatmo 2019:2) Batas-batas interval ukuran butiran kerikil, pasir, lanau dan lempung menuurut USCS (Unified Soil Classification System), MIT (Massachusetts Institude of Technology) dan British Standard, AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), USDA (United State Departement of Algiculture), dan ASTM (American Society for Testing and Materials) ditunjukkan pada Tabel 2.1, umumnya lebih banyak digunakan klasifikasi tanah USCS dan AASHTO.
Tabel 2.1 Klasifikasi butiran tanah menurut USCS, MIT, AASHTO, USDA dan ASTM
Klasifikasi Tanah Ukuran Butiran (mm)
Menurut Kerikil Pasir Lanau Lempung Kolloid
USCS (Unified Soil
Classification System) 75 - 4,75 4,75 - 0,075
Butiran halus (lanau atau lempung)
< 0,075 MIT (Massachusetts
Institude of Technology) dan British Standard
60 - 2 2 - 0,06 0,06 -
0,002 < 0,0002
AASHTO (American
Association of State Highway and Transportation
Officials)
75 - 2 2 - 0,075 0,075 - 0,005
0,005 -
0,001 < 0,001
USDA (United State Departement of
Algiculture)
75 - 2 2 - 0,05 0,05 -
0,002 < 0,002
ASTM (American
Society for Testing and Materials)
75 - 4,75 4,75 - 0,075
0,075 - 0,005
0,005 -
0,001 < 0,001 (Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Menurut (Das 1991:7) Ukuran dari partikel tanah adalah sangatberagam dengan variasi yang cukup besar. Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil(gravel), pasir (sand), lanau (slit), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikelyang paling dominan pacta tanah tersebut. Untuk menerangkan tentang tanah berdasarkanukuran-ukuran partikelnya, beberapa organisasi telah mengembangkan batasan-batasanukuran golongan jenis tanah (soil-separate-size limits). Pada Tabel 2.2 ditunjukkan batasan-batasanukuran golongan jenis tanah yang telah dikembangkan oleh Massachusset ts Institute of Technology (MIT), United State Department of Agriculture (USDA), American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) dan oleh U.S. Army Corps of EngineersdanU.S. Bureau of Reclamation yang kemudian menghasilkan apa yang disebut sebagaiUnified Soil Classification System (USCS). Pada Tabel tersebut, sistem MIT diberikan hanya untuk keterangan tambahan saja. Sistem MIT ini
penting artinya dalam sejarah perkembangan sistem batasan ukuran golongan jenis tanah. Pada saat sekarang, Sistem Unified (USCS) telah diterima di seluruh dunia.
Sistem ini sekarang telah dipakai pula oleh American Society of Testing and Materials (ASTM). Gambar 2.1 menunjukkan batasan-batasan ukuran dalam bentuk grafik.
Kerikil (gravels) adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang- kadang juga mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar, dan mineral- mineral lain.
Pasir (sand) sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar. Butiran dari mineral yang lain mungkin juga masih ada pada golongan ini.
Lanau (silts) sebagian besar merupakan fraksi mikroskopis (berukuran sangat kecil) dari tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus, dan sejumlah partikel berbentuk lempengan-lempengan pipih yang merupakan pecahan dari mineral-mineral mika.
Lempung (clays) sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan- lempengan pipih dan merupakan partikel- partikel dari mika
Tabel 2.2 Batasan-batasan Ukuran Golongan Tanah
Nama Golongan Kerikil Pasir Lanau Lempung
Massachusset Institute of
Technology (MIT) >2 2 - 0,06 0,06 - 0,002 < 0,002 U.S. Department of
Agriculture (USDA) >2 2 - 0,05 0,05 - 0,002 < 0,002 American Association of
State Highway and Transportation Official (AASHTO)
76,2 - 2 2 - 0,075 0,075 - 0,002 < 0,002
Unidield Soil Classification System (U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Bureau of Reclamation
76,2 - 4,75 4,75 - 0,075
Halus (Yaitu lanau dan lempung < 0,0075) (Sumber: DAS, 1991)
(Sumber: DAS, 1991)
Gambar 2.1 Batasan-batasan Ukuran Jenis Golongan Tanah Beberapa Sistem.
Ada beberapa macam jenis-jenis tanah sebagai untuk klasifikasi tanah di lapangan antara lain:
1. Kerikil dan Pasir
Keriki dan Pasir adalah agregat yang tak berkohesi yang tersusun dari sub angranular atau granular. Partikel berukuran 1/8 inchi sampai 6/8 inchi disebut sebagai kerikil sedangakan partikel berukuran <1/8 inchi disebut sebagai pasir. Dan fragmen bergaris tengah lebih besar dari 8 inchi dinamakan sebagai bongkahan (boulders)
2. Hardpan
Hardpan adalah tanah yang tertahan terhadap penetrasi alat pemboran besar. Ciri-cirinya dapat dijumpai dalam keadaan bergradasi baik, luar biasa padat, dan merupakan agregat partikel mineral yang kohesif.
3. Lanau Organik (organic silt)
Lanau organic adalah tanah yang agak plastis, berbutir halus dengan campuran partikel-partikel bahan organik terpisah secara halus. Warna tanah bervariasi dari abu-abu terang sampai abu-abu sangat gelap, disamping itu bisa mengandung H2S, CO2, serta berbagai gas hasil peluruhan tumbuhan yang akan memberikan bau khas kepada tanah.
Permeabilitas tanah lanau organic sangat rendah sedangkan kompresibilitasnya sangat tinggi.
4. Lanau Anorganik (inorganic silt)
Lanau Anorgaik adalah tanah berbutir halus dengan plastisitas kecil atau samasekali tidak ada. Jenis yang plastisnya paling kecil biasanya mengandung butiran kuarsa sedimentasi yang kadang-kadang disebut tepung batuan (rockflour), sedangkan yang sangat plastis mengandung partikel berwujud serpihan dan dikenal sebagai lanau plastis.
5. Lempung (clay)
Tanah Lempung adalah agregat partikel-partikel berukuran mikroskopik dan submikroskopik yang berasal dari pembusukan kimiawi unsur-unsur penyusun batuan, dan bersifat plastis dalam selang kadar air sedang sampai luas. Dalam keadaan kering sangat keras, dan tak mudah terkelupas hanya dengan jari tangan. Permebilitas lempung sangat rendah.
6. Lempung Organik (organic clay)
Lempung Organik adalah tanah lempung yang sebagian sifat-sifat fisis pentingnya dipengaruhi adanya bahan organic yang terpisah dalam keadaan jenuh lempung organic cenderung bersifat sangat kompresibel tapi pada keadaan kering kekuatannya sangat tinggi. Tanah lempung berwarna abu-abu tua atau hitam dan berbau.
7. Gambut (peat)
Tanah Gambut adalah agregat agak berserat yang berasal dari serpihan makroskopik dan mikroskopik tumbuhan-tunbuhan. Tanah gambut berwarna coklat terang dan hitam, bersifat kompresibel sehingga tidak mungkin menompang pondasi.
2.3 Tanah Dasar (Sub-grade)
Pada konstruksi jalan umumnya terdapat tiga bagian penting yaitu tanah dasar, lapis perkerasan dan lapis penutup. Tanah dasar (sub-grade) adalah bagian bawah dari lapisan perkerasan jalan yang berfungsi sebagai penunjang pada lapisan perkerasan tersebut. Oleh karena itu, keawetan dan kekuatan tanah suatu kontruksi jalan bergantung pada kekuatan tanah atau daya dukung tanah dasar (Darwis and Mulya 2020).Tanah dasar (Sub-grade) adalah tanah dasar, permukaan tanah galian atau timbunan yang dipadatkan (Sumarna 2016). Tanah dasar (Sub-grade) yang digunakan untuk suatu pekerjaan konstruksi jalan raya harus memiliki daya dukug tanah yang baik, karena beban yang bekerja pada bagian atas konstruksi jalan adalan beban dinamis dan statis (Apriyanti 2016). Oleh karena itu, keawetan dan kekuatan tanah suatu kontruksi jalan bergantung pada kekuatan tanah atau daya dukung tanah dasar.
2.4 Klasifikasi Tanah
Menurut (Das 1991:64) Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi memberikan suatu bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat umum tanah yang sangat bervariasi tanpa penjelasan yang terinci. Sebagian besar sistem klasifikasi tanah yang telah dikembangkan untuk tujuan rekayasa didasarkan pada sifat-sifat indeks tanah yang sederhana seperti distribusi ukuran butiran dan plastisitas. Walaupun saat ini terdapat berbagai sistem klasifikasi tanah, tetapi tidak ada satupun dari sistem- sistem tersebut yang benar-benar memberikan penjelasan yang tegas mengenai segala kemungkinan pemakaiannya. Hal ini disebabkan karena sifat-sifat tanah yang sangat bervariasi.
Pada saat sekarang ada dua buah sistem klasifikasi tanah yang selalu dipakai oleh para ahli teknik sipil. Kedua sistem tersebut memperhitungkan distribusi ukuran butir dan batas-batas Atterberg. Sistem-sistem tersebut adalah Sistem Klasifikasi Unified (Unified Soil Classification System) dan Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials).
Sistem Klasifikasi Unified pada umumnya lebihdisukai oleh para ahli geoteknik untuk keperluan-keperluan teknik yang lain. Sedangkan Sistem Klasifikasi AASHTO pada umumnya dipakai oleh Departemen Jalan Raya di semua Negara bagian di Amerika Serikat.
2.4.1 Sistem Klasifikasi Unified
Menurut (Hardiyatmo 2019:60) Pada sistem Unified, tanah diklasifikasikan kedalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika kurang dari 50% lolos saringan 200, dan sebagai tanah berbutir halus (lanau/lempung) jika lebih dari 50% lolos saringan nomor 200. Selanjutnya tanah diklasifikasi dalam jumlah kelompok dan subkelompok yang dapat dilihat pada Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah Unified, Simbol-simbol yang digunakan tersebut adalah:
G = kerikil (gravel) S = pasir (sand) C = lempung (clay) M = lanau (silt)
O = lanau atau lempung organik (organic silt or clay)
Pt = tanah gambut dan tanah oraganik tinggi (peat and highly organic soil)
W = gradasi baik (well-graded) P = gradasi buruk (poorly-graded) H = plastisitas tinggi (high-plasticity) L = plastisitas rendah (low-plasticity)
Prosedur untuk menentukan klasifikasi tanah Sistem Unified yaitu:
1) Tentukan apakah tanah berupa butiran halus atau butiran kasar secara visual atau dengan cara menyaringnya dengan saringan nomor 200.
2) Jika tanah berupa butiran kasar:
a) Saring tanah tersebut dan gambarkan grafik distribusi butiran
b) Tentukan persen butiran lolos saringan nomor 4. Bila presentase yang lolos kurang dari 50%, klasifikasikan tanah tersebut sebagai kerikil.
Bila persen yang lolos lebih dari 50%, kasifikasikan sebagai pasir.
c) Tentukan jumlah butiran yang lolos saringan nomor 200. Jika presentase butiran yang lolos kurang dari 5%, pertimbangkan grafik distribusi butiran dengan menghitung Cu dan Cc. Jika termasuk bergradasi baik, maka klasifikasikan sebagai GW (bila kerikil) atau SW (bila pasir). Jika termasuk bergradasi buruk, klasifikasikan sebagai GP (bila kerikil) atau SP (bila pasir).
d) Jika presentase butiran tanah yang lolos saringan nomor 200 diantara 5% – 12%, tanah yang mempunyai symbol dobel dan mempunyai sifat keplastisan (GW – GM, SW – SM, dan sebagainya).
e) JIka persentase butiran yang lolos saringan nomor 200 lebih besar 12%, harus dilakukan uji batas-batas Atterberg dengan menyingkirkan butiran tanah yang tinggal dalam saringan nomor 40.
Kemudian dengan menggunakan diagram plastisitas, tentukan klasifikasinya (GM, GC, SM, SC. GM – GC atau SM –SC).
3) Jika tanah berbutir halus:
a) Kerjakan uji batas-batas Atterberg dengan menyingkirkan butiran tanah yang tinggal dalam saringan nomor 40. Jika batas cair tanah lebih besar dari 50, di klasifikasikan sebagai huuruf H (plastisitas tinggi) dan jika kurang dari 50, di klasifikasikan sebagai huruf L (plastisitas rendah).
b) Untuk H (plastisitas tinggi), jika plot batas-batas Atterberg pada grafik plastisitas dibawah garis A, tentukan apakah tanah organic (OH) atau anorganik (MH). Jika plotnya jatuh diatas garis A, klasifikasikam sebagai CH.
c) Untuk L (plastisitas rendah), jika plot batas-batas Atterberg pada grafik plastisitas dibawah garis A dan area yang diarsir, tentukan klasifikasi tanah tenah tersebut sebagai organic (OL) atau anorganik (ML) berdasarkan pada bau, warna, maupun perubahan pada batas plastis dan batas cairnya dengan cara mengiringkannya didalam oven.
d) Jika plot batas-batas Atterberg pada grafik plstisitas jatuh pada area yang diarsir, dekat dengan garis A atau nilai LL sekitar 50, gunkan simbol dobel.
Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah Unified
Devisi Utama Simbol
Kelompok Nama Jenis
Tanah berbutir kasar 50% butiran tertahan saringan no. 200 (0,075 mm) Kerikil 50% atau lebih dari fraksi kasar ter- t a h a n s a r i n g a n no. 4 (4,75mm)
Kerikil bersih (sedikit atau tak ada b u t i r a n halus)
GW
Kerikil gradasi baik dan campuran pasir-kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus GP
Kerikil gradasi buruk dan *campuran pasir-kerikil, atau tidak mengandung butiran halus
Kerikil banyak k a n d u n g a n butiran halus
GM Kerikil berlanau, campuran kerikil pasir-lempung
GC Kerikil berlempung, campuran kerikil pasir-lempung
Pasir lebih dari 50% fraksi kasar lolos sari- ngan no. 4 (4,75mm)
Kerikil bersih (sedikit atau tak ada b u t i r a n halus)
SW
Pasir gradasi baik, pasir berkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
SP
Pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
Kerikil banyak k a n d u n g a n butiran halus
SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau
SC Pasir berlempung, campuran pasir- lempung
Tanah berbutir halus 50% atau lebih lolos saringan no. 200 (0,075 mm)
Lanau dan lempung batas cair 50% atau kurang
ML
Lanau tak organik dan pasir sangat halus, serbuk batuan atau pasir halus berlanau atau berlempung
CL
Lempung tak organik dengan plastisitas rendah sampai sedang, lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung kurus ('lean clays)
OL Lanau organik dan lempung berlanau organik dengan plastisitas rendah
Lanau dan lempung batas cair > 50%
MH Lanau tak organik atau pasir halus diatomae, lanau elastis
CH
Lempung tak organik dengan
plastisitas tinggi, lempung gemuk ('fat clays')
OH Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi
Tanah dengan kadar organik tinggi Pt Gambut ('peat') dan tanahlain dengan kandungan organik tinggi.
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah Unified (lanjutan)
Kriteria Laboratorium
Klasifikasi berdasarkan prosentase butiran halus, kurang dari 5% lolos saringan no. 200. GW, GP, SW, SP. Lebih dari 12% lolos saringan no. 200. GM, GC, SM, SC 5%-12% lolos saringan no. 200. Batasan klasifikasi yang mempunyai simbol dobel
𝐶𝑢= 𝐷60
𝐷10 > 4, 𝐶𝑐 = (𝐷10)2
𝐷10 × 𝐷60 antara 1 dan 3 Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW
Batas-batas Atterberg di bawah garis
A atau PI < 4 Bila batas Atterberg berada di daerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
Batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
𝐶𝑢= 𝐷60
𝐷10 > 6, 𝐶𝑐 = (𝐷10)2
𝐷10 × 𝐷60 antara 1 dan 3 Tidak ememnuhi kedua kriteria untuk SW
Batas-batas Atterberg di bawah garis
A atau PI < 4 Bila batas Atterberg berada di daerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
Batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
Batas Cair LL (%) Garis A, PI = 0.73 (LL – 20)
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488 (Sumber: Hardiyatmo, 2019)
2.4.2 Sistem Klasifikasi AASHTO
Menurut (Hardiyatmo 2019:63) Klasifikasi sistem AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials Classification) dapat digunakan untuk menentukan kualitas tanah untuk perencanaan pada timbunan jalan, sub-grade, dan sub-base.
Klasifikasi sistem AASHTO membagi-bagi tanah ke dalam beberapa kelompok, dari kelompok A-1 sampai A-8 termasuk dengan sub-sub kelompoknya. Tanah dalam tiap-tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dapat dihitung menggunakan rumus-rumus empiris. Pengujian yang dilakukan adalah analisis saringan dan bata-batas Atterberg. Sistem klasifikasi AASHTO, dapat dlihat dalam Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi AASHTO.
Indeks kelompok (group index) atau GI digunakan untuk mengevaluasi lebih lanjut pada pengelompokkan tanah. Indeks kelompok dapat dihitung dengan persamaan 2.1 berikut:
GI = (F − 35)[0,2 + 0,005(LL − 40)] + 0,01(F − 15)(PI − 10) .... (2.1) Dengan
GI = indeks kelompok (group index)
F = persen butiran lolos saringan nomor 200 (0,075 mm) LL = batas cair
PI = indeks plastisitas
Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO
Klasifikasi Umum Material granuler
(<35% lolos saringan no. 200)
Klasifikasi kelompok
A-1 A-3 A-2
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7
Analisis saringan
(% lolos)
2,00 mm (no. 10) 50
maks - - - - - -
0,425 mm (no. 40) 30 maks
50
maks 51 min - - - -
0,075 mm (no. 200) 15 maks
25 maks
10
maks 35 maks 35 maks
35 maks
35 maks Sifat fraksi lolos
saringan no. 40
Batas cair (LL) - - - 40 maks 41 min 40
maks 41 min
Indeks plastis (PI) 6 maks Np 10 maks 10
maks 11 min 11 min Indeks kelompok
(GI) 0 0 0 4 maks
Tipe material yang pokok pada umumnya
Pecahan batu, kerikil dan pasir
Pasir halus
Kerikil berlanau atau berlempung dan pasir
Penilaian umum
sebagai tanah dasar Sangat baik sampai baik
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Tabel 2.4 Sistem Klasifikasi AASHTO (lanjutan).
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Catatan:
Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergantung pada batas plastisnya (PL) Untuk PL > 30, Klasifikasinya A-7-5.
Untuk PL < 30, klasifikasinya A-7-6.
Np = nonplastis
Klasifikasi Umum Tanah-tanah lanau-lempung
(>35% lolos saringan no. 200)
Klasifikasi kelompok A-4 A-5 A-7
A-7 A-7-5/A-7-6
Analisis saringan (% lolos)
2,00 mm (no. 10) - - - -
0,425 mm (no. 40) - - - -
0,075 mm (no. 200) 36 min 36 min 36 min 36 min
Sifat fraksi lolos saringan no. 40
Batas cair (LL) 40 maks 41 min 40 maks 41 min
Indeks plastis (PI) 10 maks 10 maks 11 min 11 min
Indeks kelompok (GI) 8 maks 12 maks 16 maks 20 maks
Tipe material yang pokok pada
umumnya Tanah berlanau Tanah berlempung
Penilaian umum sebagai tanah
dasar Sedang sampai buruk
2.5 Sifat Fisis Tanah
Sifat-sifat fisis tanah berhubungan erat dengan kelayakan pada banyak penggunaan tanah. Kekuatan pendukung dan kekokohan, volume penyimpanan air, dan plastisitas semuanya sangat erat berkaitan dengan kondisi fisis suatu tanah. Hal ini berlaku pada tanah yang digunakan sebagai bahan struktural dalam pembangunan pondasi untuk sebuah gedung, bendungan, badan jalan raya maupun pada sistem pembuangan limbah.
Keadaan alami tanah memiliki beberapa sifat-sifat dasar. Sifat-sifat dasar tersebut berupa sifat fisis yang berhubungan dengan tampilan dan ciri-ciri umum dari tanah. Sifat fisis tanah berguna untuk mengetahui jenis tanah tersebut. Untuk mengetahui sifat-sifat fisis tanah tersebut, ada beberapa ketentuan yang harus diketahui terlebih dahulu, diantaranya adalah sebagai berikut:
2.5.1 Ukuran Butiran
Menurut (Bowles 1984:45) Ukuran butiran tanah tergantung pada diameter partikel-partikel tanah yang membentuk masa tanah itu. Ukuran butiran ditentukan melalui penyaringan sejumlah tanah menggunakan seperangkat atau set saringan ayakan yang disusun dengan diameter lubang paling besar di tempatkan paling atas, dan semakin ke bawah makin kecil hingga PAN. Jumlah berat tanah yang tertahan pada saringan disebut sebagai salah satu dari ukuran butiran contoh berat tanah tersebut.
Metode yang digunakan untuk menentukan ukuran butiran dari contoh tanah tersebut adalah metode analisa ayakan atau analisa saringan dan metode analisa hydrometer.
1. Analisa Ayakan
Menurut (Das 1991:17) Analisa ayakan merupakan proses mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan yang memiliki diameter lubang-lubang ayakan makin kecil secara berurutan. Setelah beberapa waktu proses mengayak dengan cara digetarkan, timbang berat tanah yang tertahan pada setiap nomor ayaka. Hasil dari analisa ayakan tersebut dinyatakan dalam persentase dari berat total contoh tanah tersebut.
Meurut (Budi 2011:29) Analisa ayakan adalah metode yang dipakai untuk menetukan penyebaran butiran tanah yang mempunyai ukuran lebih besar dari 0.075 mm (ayakan nomor 200 American Society for Testing and Material, ASTM). Ukuran Ayakan yang umum dipakai untuk menetukan distribusi butiran tanah adalah metode American Society for Testing and Materials (ASTM, 1981), British Standar (BS 410: BS 1377, 1975) dan American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Ukuran dari ebebrapa standar dilihat pada Tabel 2.5 Diameter lubang ayakan beberapa standar.
Tabel 2.5 Diameter Lubang Ayakan Beberapa Standar
American Society for Testing and
Materials, ASTM AASHTO British Standar
BS 1377: 1975
Nomor Ukuran Ukuran Nomor Ukuran
ayakan lubang (mm) lubang (mm) ayakan lubang (mm)
No. 4 4.76 4.75
No. 6 3.35
No. 8 2.36 2.36 No. 8 2.075
No. 10 2.00
No. 16 1.18 1.18 No. 16 1.003
No. 20 0.841
No. 30 0.595 0.600 No. 30 0.500
No. 36 0.422
No. 40 0.425
No. 50 0.300 0.300 No. 52 0.295
No. 60 0.250 No. 60 0.251
No. 80 0.180 No. 85 0.178
No. 100 0.150 0.150 No. 100 0.152
No. 140 0.106
No. 170 0.088 0.090
No. 200 0.075 0.075 No. 200 0.076
(Sumber: Budi, 2011)
2. Analisa Hydrometer
Menurut (Budi 2011:38) Analisa hydrometer merupakan cara tidak langsung yang digunakan agar penyebaran butiran tanah yang mempunyai ukuran lebih kecil dari 0.075 mm dapat ditentukan. Metode yang digunakan didasarkan pada perumusan Stokes, yang mengkolerasikan diameter- diameter kecepatan penurunan butiran tanah didalam cairan.
Menurut (Das 1991:18) Analisa hydrometer didasarkan pada prisip sedimentasi (pengendapan) butiran-butiran tanah dalam air. Jika suatu contoh tanah yang dilarutkan dalam cairan, kecepatan mengendap partikel- partikel tanah berbeda-beda tergantung pada berat, bentuk dan ukurannya.
Semua partikel tanah tersebut berbentuk bola (bulat) dan kecepatan mengendap partikel-partikel tersebut dinyatakan dalam hokum Stokes pada persamaan 2.2 berikut, yaitu:
v =γs− γw
18ɳ D2 ... (2.2)
di mana :
v = kecepatan pengendapan 𝛾𝑠 = berat volume partikel tanah 𝛾𝑤 = berat volume air
ɳ = kekentalan air
D = diameter partikel tanah
2.5.2 Batas-Batas Atterberg
Batas kadar air tanah berbutir halus dari satu keadaan disebut sebagai batas-batas kekentalan/konsistensi. Menurut (Hardiyatmo 2019:47) Konsistensi bergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempung.
Suatu studi oleh Atterberg (1911) (dikutip dalam Hardiyatmo (2017:47), yang memberikan cara untuk penggambaran batasan-batasan konsistensi tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kandungan kadar air tanah.
Menurut (Bowles 1984:39) Batas-batas konsistensi tanah yang didasarkan pada kadar air terdapat lima keadaan konsistensi tanah yang di kenal sebagai batas-batas Atterberg, yaitu batas cair (liquid limit), batas plastis (plastic limit), batas susut (shrinkage limit), batas lengket (sticky limit), dan batas kohesi (cohesion limit). Batas cair, batas plastis, dan batas susut telah diketahui oleh seluruh dunia ini dan pada umumnya batas lengket dan batas kohesi tidak digunakan oleh insinyur geoteknik, tetapi batas lengket telah dipakai di Eropa.
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.2 Batas-batas Konsistensi Tanah (Aterrberg)
1. Batas Cair (Liquid Limit)
Menurut (Hardiyatmo 2019:48) Batas Cair (LL), ditentukan sebagai kadar air suatu tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair, yaitu batas atas dari daerah plastis. Pada Gambar 2.3 contoh tanah dimasukkan dalam cawan, tinggi contoh dalam cawan kurang lebih 8 mm.
Alat pembuat alur atau grooving tool, dikerukkan tepat di tengah-tengah alat cassagrande hingga menyentuh dasar cassagrande hingga membentuk jalur.
Kemudian, cassagrande diketuk-ketukkan pada landasan menggunakan alat penggetar dengan tinggi jatuh sebesar 1 cm.
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.3 Skema Alat Uji Batas Cair.
Persentase kadar air yang diperlukan untuk menutup celah sepanjang 12,7 mm pada daras cawan, sesudah 25 pukulan didefinisikan sebagai batas cair tanah tersebut. Karna sulitnya mengatur kadar air pada waktu menutup pada 25 pukulan, percobaan harus dilakukan beberapa kali, yaitu dengan jumlah pukulan antara 15 – 35 pukulan dengan kadar air yang berbeda.
Kemudian, hubungan kadar air dan jumlah pukulan digambarkan dalam grafiksemi logaritmik untuk menentukan kadar air pada 25 kali pukulan (Gambar 2.4).
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.4 Kurva Untuk Menentukan Batas Cair Lempung.
Kemiringan dari garis pada kurva didefinisikan sebagai indeks aliran (flow index), dengan rumus 2.3 sebagai berikut:
IF= logw(1N−w2
1/ N2) ... (2.3)
dimana :
IF = indeks aliran
𝑤1 = kadar air (%) pada 𝑁1 pukulan 𝑤2 = kadar air (%) pada 𝑁2 pukulan
Catatan: nilai 𝑤1 dan 𝑤2 dapat ditukarkan untuk memperoleh nilai positifnya, walaupun kemiringan kurvanya negatif.
Dari banyak uji batas-cair, Waterways Experiment Station di Vicsburg, Mississipi (1949), mengusulkan rumus 2.4 batas cair pada sebagai berikut:
LL = WN[N
25]tanβ ... (2.4)
dimana :
LL = batas cair WN = kadar air
N = jumlah pukulan pada kadar air
tanβ = 0,121 (tidak semua jenis tanah mempunyai harga tanβ = 0,121)
2. Batas Plastis (Plastic Limit)
Menurut (Hardiyatmo 2019:50) Batas Plastis (PL), ditentukan sebagai kadar air antara keadaan semi padat dan daerah plastis, yaitu persentase kadar air dimana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung.
Menurut (Das 1991:47) Batas Plastis (PL) ditentukan sebagai kadar air dan dinyatakan dalam persen (%), apabila tanah digulung sampai berukuran 1/8 in (3,2 mm) terjadi retakan. Batas plastis merupakan batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah.
3. Batas Susut (Shrinkage Limit)
Menurut (Hardiyatmo 2019:51) Batas Susut (SL), merupakan kadar air pada kedudukan antara daerah padat dan semi padat, dimana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan berat isi tanah. Dinyatakan dalam rumus:
Menurut (Das 1991:47) Batas Susut (shrinkage limit) merupakan berhentinya perubahan suatu volume suatu massa tanah. Suatu tanah akan terjadi penyusutan apabila air yang terkandung dalam tanah secara perlahan- lahan hilang. Dimana hilangnya air terjadi secara terus menerus, tanah akan mencapai suatu fase keseimbangan dimana bertambahnya kehilangan air tidak akan menyebabkan perubahan volume pada massa tanah. Kadar air dinyatakan dalam persen (%).
Menurut (Bowles 1984:39) apabila semakin kecil suatu batas susut, maka tanah akan lebih mudah mengalami perubahan volume, yaitu jumlah air yang dibutuhkan untuk munyusut semakin mengecil.
Batas susut dapat dihitung dengan pendekatan rumus 2.5 sebagai berikut:
SL = {(m1− m2)
m2 − (v1− v2)γw
m2 } ... (2.5)
dimana :
SL = batas susut
m1 = berat tanah basah dalam cawan percobaan (g) m2 = berat tanah kering oven (g)
V1 = volume tanah basah dalam cawan (cm3) V2 = volume tanah kering oven (cm3)
γw = baerat volume air (g/cm3) 4. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Menurut (Das 1991; Hardiyatmo 2019) Indeks Plastisitas (PI) adalah perbedaan antara batas cair dan batas plastis suatu tanah. Indeks Plastisitas (PI) dapat dihitung dengan pendekatan rumus 2.6 sebagai berikut:
PI = LL − PL ... (2.6)
dimana:
PI = indeks Plastisitas LL = batas cair
PL = batas plastis
PI merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis.
Karena itu, indeks plasitas menunjukkan sifat keplastisan tanah. Pada Tabel 2.6 Atterberg memberikan batas-batas mengenai indeks, sifat, macam tanah dan kohesi.
Tabel 2.6 Macam Tanah dan Indeks Plastisitasnya
PI Sifat Macam Tanah Kohesi
0 Non plastis Pasir Non kohesi
< 7 Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian 7 - 17 Plastisitas sedang Lempung berlanau Kohesif
> 17 Plastisitas tinggi Lempung Kohesif
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
2.5.3 Berat Jenis Tanah
Menurut (Hardiyatmo 2019) Berat Jenis (Gs) didefinisikan sebagai perbandingan antar berat volume butir padat tanah (γs) dan berat volume air (γw) pada suhu tertentu atau temperature 4°C. Berat butir padat tanah (γs) merupakan perbandingan antara volume butiran padat (Vs) dan massa butir padat (Ws). Berat jenis tanah dapat dihitung dengan rumus 2.7 sebagai berikut:
Gs = γs
γw = Ws
Vs × γw ... (2.7)
dimana:
Gs = berat jenis tanah
𝛾𝑠 = berat volume butiran padat 𝛾𝑤 = berat volume air
𝑉𝑠 = volume butiran padat
Berat jenis (Gs) atau berat spesifik tidak berdimensi dan berkisar antara 2,65 - 2,75. Nilai-nilai berat jenis tanah dari berbagai macam jenis tanah dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7 Berat Jenis Tanah (Specific Gravity)
Macam Tanah Berat Jenis (Gs)
Kerikil 2,65 - 2,68
Pasir 2,65 - 2,69
Lanau Anorganik 2,62 - 2,70
Lempung Organik 2,58 - 2,65
Lempung Anorganik 2,68 - 2,75
Humus 1,37
Gambut 1,25 - 1,80
(Sumber: Hardiyatmo, 2017)
2.5.4 Berat Volume Tanah dan Hubungan-Hubungannya
Menurut (Hardiyatmo 2019:3) Segumpal tanah terdapat dua atau tiga bagian. Pada tanah yang jenuh terdiri dari dua bagian yaitu bagian padat atau butiran dan air pori. Pada tanah yang kering terdapat juga dua bagian yaitu butir-butir tanah dan pori-pori udara. Tanah dalam keadaan tidak jenuh terdapat tiga bagian yaitu pori-pori udara, air pori dan bagian padat tanah (butiran). Pada Gambar 2.5 digambarkan bagian-bagian tanah dalam bentuk diagram fase.
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.5 Diagram Fase Tanah
Gambar 2.5 (a) menunjukan elemen tanah yang mempunyai volume (V) dan berat total (W), sedangkan Gambar 2.5 (b) menunjukan hubungan berat dengan volumenya.
Dari Gambar 2.5 didapat persamaan 2.8, 2.9 dan 2.10 sebagai berikut:
W = Ws + Ww ... (2.8)
Dan
V = Vs + Vw + Va ... (2.9)
Vv = Vw + Va ... (2.10)
dimana :
Ww = berat air
Ws = berat butiran padat Vw = volume air
Vs = volume butiran padat Va = volume udara
Berat Udara (Wa) dianggap sama dengan nol. Hubungan-hubungan volume yang sering pakai pada mekanika tanah adalah angka pori (e), porositas (n), kadar air (w) dan derajat kejenuhan (S).
1. Kadar Air (w) di definisikan sebagai perbandingan antara berat air (Ww) dan berat butiran padat (Ws) atau isi tanah dari volume tanah yang
diselidiki. Kadar air dinyatakan dalam persen, dirumuskan sebagai persamaan 2.11 berikut:
w = WwWs ×100% ... (2.11)
dimana:
w = Kadar air Ww = Berat air
Ws = Berat tanah kering
2. Angka Pori (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume ruang kosong atau volume rongga (Vv) dan volume butir padat (Vs). Semakin besar nilai angka pori maka daya dukung tanah semakin kecil. Angka pori dapat dihitung dengan rumus 2.12 sebagai berikut:
e = Vv
Vs ... (2.12)
dimana:
e = Angka pori Vv = Volume pori Vs = Volume butir padat
3. Porositas (n) didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volume ruang kosong atau volume rongga (Vs) dengan volume keseluruhan massa tanah atau volume total (V). Porositas dapat dihitung dengan rumus 2.13 sebagai berikut:
n = Vv
V × 100 % ... (2.13)
dimana:
n = porositas Vv = volume rongga
V = volume keseluruhan massa tanah
4. Derajat Kejenuhan (S) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air (Vw) dan volume pori atau volume total rongga pori (Vv).
Nilai derajat kejenuhan dapat dihitung dengan rumus 2.14 sebagai berikut:
S(%) = Vw
Vv × 100 % ... (2.14)
dimana:
S = derajat kejenuhan (%) Vv = volume pori
Vw = volume air
Derajat kejenuhan dinyatakan dalam presentase dan nilainya berkisar antara 0% sampai 100% atau 0 sampai 1. Bila tanah dalam keadaan jenuh maka nilai derajat kejenuhannya adalah 1 (100%), jika tanah dalam keadaan kering maka nilai derajat kejenuhannya adalah 0 (0%). Pada Tabel 2.8 menunjukan berbagai macam derajat kejenuhan (S) pada kondisi tanah.
Tabel 2.8 Derajat Kejenuhan Dan Kondisi Tanah
Keadaan Tanah Derajat Kejenuhan (S)
Tanah Kering 0
Tanah Agak Lembab > 0 - 0,25
Tanah Lembab 0,26 - 0,50
Tanah Sangat Lembab 0,51 - 0,75
Tanah Basah 0,76 - 0,99
Tanah Jenuh Air 1
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
2.6 Sifat Mekanis Tanah
Sifat mekanis tanah merupakan sifat-sifat suatu tanah yang mengalami perubahan setelah diberikan pembebanan atau gaya-gaya tambahan dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah tersebut.
2.6.1 Pemadatan Tanah
1. Prinsip Pemadatan Tanah
Menurut (Hardiyatmo 2019:79) Tanah berfungsi sebagai bahan pendukung pondasi bawah suatu bangunan, dan juga digunakan sebagai bahan timbunan seperti: tanggul, bendungan dan badan jalan. Pemadatan
tanah dilakukan sebagai perbaikan untuk mendukung bangunan diatasnya atau sebagai bahan timbunan. Maksud pemadatan tanah antara lain:
a. Mempertinggi Kuat Geser Tanah
b. Mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas) c. Mengurangi permeabilitas
d. Mengurangi perubahan volume akibat perubahan kadar air, dan lain- lainnya.
Tingkat kepadatan tanah dapat diukur dari nilai massa volume keringnya (γd). Massa volume kering tidak dapat berubah oleh kenaikan kadar air. Dengan demikian, tanah yagn dipadatkan dilapangan dan berubah kadar airnya (dikarenakan hujan) maka berat volume keringtetap tidak berubah, sepanjang volume total tanah tetap.
Pemadatan disebut juga dengan peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis. Akibat berkurangnya rongga udara, butir-butir tanah merapat satu sama lain. Ada perbedaan yang mendasar antara peristiwa pemadatan tanah dan peristiwa konsolidasi tanah.
Konsolidasi merupakan pengurangan volume pori yang berakibat bertambahnya massa volume kering akibat beban statis yang terjadi dalam waktu tertentu. Contohnya berkurangnya volume pori tanah jenuh akibat massa tanah timbunan atau karena beban struktur di atasnya. Dalam kohesi yang jenuh, proses konsolidasi diikuti oleh pengurangan volume pori dan kandungan air dalam tanah yang berakibat pengurangan volume tanah tersebut. Pada pemadatan dengan beban dinamis, proses bertambahnya beerat volume kiring tanah sebagai akibat pemadatan partikel yang diikuti oleh pengurangan volume udara dengan volume air tetap tidak berubah. Saat air ditambahkan pada pemadatan, air akan melunakkan partikel-partikel tanah, partikel-partikel tanah menggelincir satu sama lain dan bergerak pada posisi yang lebih rapat.
Prinsip-prinsip pemadatan tanah saat dilakukan uji pemadatan di laboratorium, diteragnkan dalam Gambar 2.6 (Johnson dan Sallbreg, 1960).
Pada awal pemadatan dengan penambahan kadar air dapat membuat massa
volume kering bertambah. Pada kadar air nol (w = 0) massa volume kering (γd) sama dengan ) berat volume tanah basah (γb).
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.6 Prinsip-prinsip Pemadatan (Johnson dan Sallberg, 1960)
Ketika kadar air ditambahkan dengan cara pemadatan yang sama, massa butiran tanah padat per satuan volume (γd) akan bertambah. Misalnya pada saat kadar air sama dengan w1, maka berat volume basah (γb) menjadi:
γb = γ2 ... (2.15)
Massa volume kering (γd) pada kadar air tersebut:
γd(w = w1) = γd(w = 0) + Δγd ... (2.16)
Pada kadar air lebih besar dari kadar air tertentu, yaitu w = w2 (saat kadar air optimum), dengan naiknya kadar air dapat mengurangi massa volume keringnya. Hal ini dikarenakan air mengisi rongga pori-pori yang sebelumnya di isi oleh butiran tanah padat. Kadar air optimum (wopt) merupakan kondisi kadar air saat berat bolume kering mencapai maksimum (γdmaks).
2. Uji Pemadatan Tanah
Pengujian pemadatan dilakukan untuk menentukan suatu hubungan berat volume kering tanah dengan kadar air agar memenuhi syarat kepadatan, terdapat satu nilai kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya. Hubungan kadar air (w), berat volume kering (γd) dengan berat volume basah (γb), dinyatakan pada rumus 2.16 sebagai berikut:
γd = γb
1+w ... (2.17)
Berat volume kering setelah dilakukan pemadatan tergantung pada pada kadar air, jenis tanah dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya.
Karakteristik kepadatan tanah dapat dinilai dari pengujian standar yang dilakukan dilaboratorium yang disebut sebagai uji proctor. Prinsip pengujiannya sebagai berikut:
Alat pemadat berupa silinder mould yang mempunyai volume 9,44 x 10-4 m3 pada Gambar 2.7. Tanah didalam cetakan mould dipadatkan dengan alat penumbuk yang memiliki berat 2,5 kg dengan tinggi jatuh penumbuk sebesar 30,5 cm (1 ft). Pemadatan dilakukan sampai 3 lapisan dengan penumbukkan tiap lapisan sebanyak 25 kali pukulan. Pada uji Proctor modifikasi (modified proctor), cetakan mould yang dipakai masih sama, yang berbeda adalah penumbuknya diganti dengan alat penumbuk yang berat 4,54 kg dengan tinggi jatuh alat penumbuk sebesar 45,72 cm dan dilakukan penumbukan sebanyak 5 lapisan. Pada uji pemadatan, dilakukan minimal 5 kali percobaan dengan kadar air pada tiap percobaan divariasikan.
Kemudian digambarkan suatu grafik hubungan berat volume kering dengan kadar airnya seperti pada Gambar 2.8. Dari pengujian pemadatan tanah, dihasilkan kurva yang memperlihatkan nilai kadar air optimum (wopt) mencapai kepadatan kering maksimum (γdmaks).
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.7 Alat Uji Standar Proctor
(Sumber: Hardiyatmo, 2019)
Gambar 2.8 Kurva Hubungan Kadar Air Dan Berat Volume Kering
2.6.2 California Bearing Ratio (CBR)
California Bearing Ratio (CBR) merupakan pengujian penetrasi yang dilakukan untuk mendapatkan kekuatan tanah pada bagian base- courses dan sub-grade pada suatu konstruksi (Juansyah 2016). Menurut (Budi 2011:63) Umumnya suatu konstruksi jalan, lapisan tanah yang digunakan sebagai sub-grade ataupun sub-base membutuhkan proses pekerjaan pemadatan untuk mampu menerima beban rencana. Dasar pengujian CBR adalah dengan membandingkan besarnya beban (gaya) yang diperlukan untuk menekan torak dengan luas penampang 3 inch2 kedalam lapisan perkerasan sedalam 1 inchi (2,54 mm) atau 2 inchi (5,08 mm) dengan beban standar. Oleh sebab itu, kekokohan lapisan perkerasan dinyatakan dalam “kekokohan relative” atau persen kekokohan. Beban untuk penetrasi 0,1'' sebesar 3000 lbs (pound) atau sekitar 1350 kg, sedangkan untuk beban penetrasi 0,2'' sebesar 4500 lbs (pound) atau sekitar 2025 kg.
Hasil pengujian bisa didapatkan dengan mengukur besarnya beban pada penetrasi tertentu. Besarnya penetrasi sebagian besar menentukan CBR adalah 0,1” dan 0,2”. Dari kedua nilai perhitungan digunakan nilai terbesar dihitung dengan persamaan 2.17 dan 2.18 sebagai berikut:
- Penetrasi 0,1” (0,254 cm) CBR (%) = p1 (psi)
1000 (psi)× 100 % ... (2.18)
- Penetrasi 0,2” (0,508 cm) CBR (%) = p2 (psi)
1500 (psi)× 100 % ... (2.19)
2.7 Timbunan
Timbunan adalah pekerjaan yang bertujuan untuk meningkatkan elevasi tanah dasar (sub-grade) agar permukaan tanah menjadi datar atau rata. (Prasetio and Rismalinda 2019). Menurut (Spesifikasi Umum Bina Marga 2018) Timbunan merupakan pekerjaan yang mencangkup pengadaan, pengangkutan, penghamparan dan pemadatan tanah. Untuk penimbunan kembali pada umumnya yang diperlukan untuk membentuk ukuran timbunan sesuai dengan elevasi penampang melintang, kelandaian dan garis yang disetujui dan disyaratkan oleh Pengawas Pekerjaan.
Pekerjaan penimbunuan yang mencangkup mengenai pekerjaan timbunan ini terbagi menjadi 4 jenis yaitu Timbunan Biasa, Timbunan Pilihan, Timbunan Pilian Berbutir di atas Tanah Rawa dan Timbunan Kembali Berbutir (Granular backfill).
1. Timbunan Biasa
Timbunan Biasa merupakan pekerjaan urungan atau penimbunan yang dilakukan untuk mencapai elevasi akhir pada lapisan subgrade yang disyaratkan dalam gambar perencanaan.
2. Timbunan Pilihan
Timbunan Pilihan merupakan pekerjaan yang dilakukan untuk meningkatkan kapasitas daya dukung tanah dasar atau DDT pada lapisan penompang dan jika diperlukan di daerah galian. Timbunan pilihan juga dapat digunakan untuk pekerjaan stabilisasi lereng yang curam atau pelebaran timbunan dikarenakan keterbatasan tempat.
3. Timbunan Pilihan Berbutir
Timbunan Pilihan Berbutir ini digunakan di atas tanah berair atau daerah yang berawa dan lokasi-lokasi yang serupa. Pada timbunan ini bahan timbunan biasa dan timbunan pilihan tidak dapat dipadatkan dengan memuaskan
4. Timbunan Kembali Berbutir (Granular Backfill)
Timbuanan Kembali Berbutir merukan pekerjaan penimbunan kembali di daerah yang terpengaruh dari struktur seperti abutmen dan dinding penahan tanah serta daerah kritis yang memiliki keterbatasan dengan alat pemadatan.
2.8 Syarat Bahan Material Timbunan
Apabila kita mengacu pada spesifikasi yang ditetapkan (Buku Direktorat JEnderal Bina Marga, Spesifikasi Umum 2018) Syarat untuk bahan timbunan dapat dilihat pada Divisi 3 Pekerjaan tanah dan geosintetik, Seksi 3.2 untuk Timbunan, yaitu: (Spesifikasi Umum Bina Marga 2018)
1. Timbunan Biasa
a. Timbunan yang diklasifikasikan sebagai timbunan biasa harus terdiri dari bahan galian tanah atau galian batu yang disetujui oleh Pengawas Pekerjaan sebagai bahan yang memenuhi syarat untuk digunakan dalam pekerjaan pekerjaan permanen.
b. Bahan yang dipilih sebaiknya tidak tidak termasuk tanah yang berplasitas tinggi, yang diklasifikasikan sebagai A-7-6 menurut SNI-03-6797-2002 (AASHTO M145-91(2012)) atau sebagai CH menurut “Unified atau Casagrande Soil Classification System”. Jika tanah yang digunakan berplastisitas tinggi, bahan tersebut harus digunakan hanya pada penimbunan kembali yang tidak memerlukan kekuatan geser atau daya dukung yang tinggi dan pada bagian dasar dari timbunan. Tanah dengan plastis seperti itu tidak boleh digunakan pada 30 cm lapisan langsung dibawah bagian dasar perkerasan atau tanah dasar bahu jalan. Lapisan timbunan ini bila di uji dengan SNI 1744-2012 harus memiliki nilai CBR tidak kurang dari 6 % (CBR setelah rendaman 4 hari bila dipadatkan 100%
kepadatan kering maksimum (MDD) seperti yang ditentukan oleh SNI 1742- 2008.
c. Tanah sangat ekspansif yang memiliki nilai aktif lebih besar dari 1.25 atau derajat pengembangan yang diklasifikasikan oleh AASHTO T258-81 (2013) sebagai “very high” atau “extra high” tidak boleh digunakan sebagai bahan timbunan. Nilai aktif adalah perbandingan antara Indeks Plastisitas / PI dan persentase Kadar Lempung.
d. Bahan untuk timbunan biasa tidak boleh dari bahan galian tanah yang mempunyai sifat-sifat yaitu tanah yang mengandung organic seperti jenis
tanah OL, OH dan Pt dalam system USCS serta mengandung daun-daunan, rumput-rumputan dan sampah.
2. Timbunan Pilihan
a. Timbunan hanya boleh diklasifikasi apabila digunakan pada loaksi atau untuk maksud dimana bahan-bahan ini telah ditentukan atau disetujui secara tertulis oleh Pengawas Pekerjaan.
b. Klasifikasi timbunan pilihan harus terdiri dari bahan tanah atau batu yang memenuhi semua ketentuan diatas untuk timbunan biasa dan sebagai tambahan harus memiliki sifat-sifat tertentu yang tergantung dari maksud penggunaanya seperti diperintahkan atau disetujui oleh Pengawas Pekerjaan. Pengujian timbunan pilihan ini harus sesuai dengan SNI 1744- 2012. Memiliki nilai CBR paling sedikit 10 % setelah dilakukan 4 hari perendaman yang dipadatkan sampai 100% kepadatan kering maksimum sesuai dengan SNI 1742-2008.
c. Bahan timbunan yang digunakan pada lereng atau pekerjaan stabilitasi timbunan atau pada situasi lainnya yang memerlukan kuat geser yang cukup, bilamana dilaksanakan dengan pemadatan kering normal, maka bahan timbunan pilihan berupa lempung pasiran atau berplastisitas rendah maupun batu atau kerikil lempungan bergradasi baik. Jenis bahan tergantung pada kecuraman dan lereng yang akan dibangun atau di timbun atau pada tekanan yang akan dipikul serta disetujui dan diterima oleh Pengawas Pekerjaan.
3. Timbunan Pilihan Berbutir di atas Tanah Rawa
Bahan untuk timbunan pilihan di atas tanah berawa dan keadaan tanah dimana penghamparan dalam kondisi jenuh atau banjir tidak dapat dihindarkan haruslah batu, kerikil atau pasir, atau bahan berbutir bersih lainnya dengan nilai Indeks Plastisitas maksimum atau plasticity index sebesar 6%
4. Timbunan Kembali Berbutir (Granular Back Fill)
Bahan-bahan timbunan berbutir di daerah oprit terdiri dari batu, kerikil pecah, pasir alam atau campuran yang baik dari campuran bahan-bahan ini dengan bergradasi bukan menerus dan mempunyai nilai Indeks Plastisitas maksimum
sebesar 10%. Gradasi timbunan berbutir daerah oprit ditunjukan sebagai berikut:
Tabel 2.9 Gradasi Penimbunan Kembali Berbutir
Ukuran Ayakan
Persen Berat Yang Lolos
ASTM (mm)
4" 100 100
No.4 4.75 25 - 90
No.200 0.075 0 - 10
(Sumber: Spesifikasi Umum 2018 Bina Marga)
