KRITERIA PADA PERENCANAAN DAN PENANGANAN JALAN PADA TANAH
3.2 Stabilitas Konstruksi Jalan diatas Tanah Problematik
3.2.1 Stabilitas Daya Dukung Lapisan Tanah Dasar
4) Permukaan lapisan subgrade jalan terletak sejauh 1,00 meter dari muka air tertinggi
Gambar 3- 2 Nilai kepadatan Tanah untuk Timbunan jalan
Dalam spesifikasi divisi 3 disampaikan bahwa lapisan tanah dasar yang berupa Tanah Lunak didefinisikan sebagai setiap jenis tanah yang mempunyai CBR lapangan kurang dari 2%.
1) Tanah Dasar dengan daya dukung sedang didefinisikan sebagai setiap jenis tanah yang mempunyai CBR hasil pemadatan > 2% tetapi kurang dari nilai rancangan yang dicantumkan dalam Gambar 3- 2, atau
2) Tanah Dasar dengan daya dukung sedang didefinisikan sebagai setiap jenis tanah yang mempunyai CBR hasil pemadatan < 6% jika tidak ada nilai yang dicantumkan.
3) Tanah dasar dengan mengandung mineral lempung ekspansif didefinisikan sebagai tanah yang mempunyai Potensial Pengembangan > 2,5% atau nilai aktifitas > 1,25
3.2.1.2 Persyaratan uji kepadatan
Persyaratan uji kepadatan adalah dimaksudkan untuk memperoleh nilai kepadatan kering maksimum (d-max) dengan hubungannya terhadap kadar air optimum (w-%) dan diperlihatkan pada Gambar 3- 3.
Pada Gambar 3- 3 diperlihatkan hubungannya dengan nilai CBR (California Bearing Ratio) Design untuk menentukan tebal konstruksi perkerasan jalan khususnya Perkerasan Lentur (Flexible Pavement).
Dalam uji kepadatan laboratorium baik menggunakan pemadatan standar (Standard Compaction) maupun kepadatan berat (Modified Compaction) dilakukan terhadap material tanah yang lolos saringan no. 4 dan untuk implementasinya dilapangan, maka nilai kepadatan kering perlu dikoreksi karena dilapangan material tanah yang akan dipadatkan gradasi butirannya beragam dan tidak mungkin di ambil yang tidak lolos saringan no 4.
Nilai derajad kepadatan relative lapangan diambil berdasarkan rasio perbandingan antara kepadatan kering laboratorium terkoreksi dengan kepadatan kering lapangannya, dalam hal ini diterapkan ketentuan sebagai berikut:
1) Untuk tanah yang mengandung mineral lempung maka kepadatan kering maksimum lapangan harus mencapai (d-max lapangan) > terhadap kepadatan kering laboratoriumnya 95% (d-max laboratorium).
2) Untuk tanah yang mengandung pasir (tanah pasiran dan agregat) maka kepadatan kering maksimum lapangan harus mencapai (d-max lapangan)
> terhadap kepadatan kering laboratoriumnya 90% (d-max laboratorium).
Gambar 3- 3. Nilai kepadatan kering hubungannya dengan CBR Design
Dengan memperhatikan pada lubang uji “sand cone” di lapangan maka perlu koreksi terhadap persentase butiran kasar terhadap hasil uji laboratoriumuntuk memperoleh nilai kepadatan relatif-nya (D) dari persamaan dibawah ini:
.
……… 1)
Dimana:
Gs = Berat jenis bagian terbesar dari butiran tetahan saringan no 4 atau # 4,75 mm
Df = Maksimum kepadatan kering di Laboratorium dari bahan yang lolos saringanno 4
Pc = persentase berat butir kasar tertahan saringan no 4 atau tertahan diameter
# 4,75 mm
Pf = Persentase material halus yang lolos saringan 4,75 mm,
r = Suatu koeffisien yang harganya tergantung dari harga Pc seperti Tabel 3 - 1.
Tabel 3 - 1. Koefisien r terhadap prosentase berbutir kasar tertahan # 4,75 mm (Pc)
Bilamana tanah lunak, ekspansif atau tanah problematic lainnya yang berdaya dukung rendah contoh yang terekspos pada tanah dasar hasil galian, atau bilamana tanah lunak atau ekspansif berada di bawah timbunan maka
perbaikan tambahan berikut ini diperlukan yang juga dinyatakan dalam spesifikasi Bina Marga:
a) Tanah lunak harus ditangani seperti yang ditetapkan dalam gambar rencana antara lain dengan cara sebagai berikut:
i) dipadatkan sampai mempunyai kapasitas daya dukung dengan CBR lapangan lebih dari 2% atau
ii) distabilisasi atau dibuang seluruhnya atau digali sampai di bawah elevasi tanah dasar dengan kedalaman yang ditunjukkan dalam gambar atau
iii) jika tidak distabilisasi maka sampai dengan kedalaman tertentu dilakukan penggantian material seperti yang diberikan dalam tabel 3.2.
Kedalaman galian untuk perbaikan dalam peningkatan daya dukung tanah dasar (subgrade) distujui dan diperiksa bilamana ada perubahan oleh Direksi Pekerjaan, berdasarkan percobaan lapangan (fullscale test).
Hasil uji DCP umumnya dilakukan dengan uji DCP (Dinamic Cone Penetrometer). Terhadap lapisan tanah dengan hasil yang menunjukkan nilai CBR berbada maka diperlukan implementasi ketebalan tambahan Dse2 yang diperlihatkan pada Tabel 3 - 2.
Tabel 3 - 2. Perbaikan Tanah dibawah Permuakaan Tanah Asli Tabel 3 - 4. Perbaikan Tanah untuk subgrade dan digali sampai dengan dibawah Permukaan Tanah Aslinya
Kedalaman sampai karakteristik minimum CBR 2% ( penetrasi uji DCP diperoleh 65 mm/tumbukan) di
bawah permukaan tanah asli untuk tanah tak terganggu, tidak termasuk
lapisan permukaan (cm)
Tebal lapis penopang minimum (cm)
Kedalaman total minimum galian di bawah tanah dasar (cm)
< 45 cm 30 30 + Dse2
45 cm – < 90 cm 60 60 +Dse2
90 cm – 150 cm 100 100 +Dse2
> 150 cm Penggalian keseluruhan atau perbaikan khusus lainnya sebagaimana yang diperintahkan atau disetujui Direksi Pekerjaan
3.2.1.3 Daya Dukung Tanah Dasar untuk Konstruksi Jalan
Dalam pekerjaan konstruksi jalan maka daya dukung tanah dasar yang diinterpretasikan dengan nilai CBR perlu diketahui secara cepat dilapangan dan metode yang umum digunakan adalah dengan uji kekatan tanah dilapangan menggunakan DCP (Dinamic Cone Penetrometer).
Dalam melaksanakan uji DCP ini digunakan alat DCP dan diperlihatkan pada
Gambar 3- 4. Nilai yang diperoreh dari uji lapangan menggunakan alat uji DCP ini adalah suatu nilai penetrasi yang dapat dikorelasikan dengan nilai CBR.
Implementasi uji DCP (Dynamic Cone Penetrometer) dilakukan dengan mengisi Form yang diperlihatkan Gambar 3- 4 dan hasil evaluasi yang diperoleh diperlihatkan pada Gambar 3- 5.
Pada Gambar 3- 5 tersebut diperlihatkan nilai penetrasi yang diperoleh untuk menentukan nilai CBR rancangan. Dari uji DCP ini diperoleh kedalaman penetrasi akibat penumbukan yang dapat memberikan informasi nilai DCP.
Hasil uji DCP dilapangan terhadap kondisi lapangan sampai kedalam 1,2 meter diperoleh nilai CBR nya dengan menggunakan grafik diagram yang di interpolasikan, seperti diperlihatkan pada Gambar 3- 5 tersebut.
Hasil nilai CBR yang diperoleh pada kedalamn sampai dengan 1,2 meter ini memberikan nilai CBR pada perbedaan jenis perlapisan tanah dan diperlihatkan pada Gambar 3- 6 yang memberikan ilustrasi diperolehnya nilai CBR terhadap nilai DCP dilapangan.
Gambar 3- 4. Alat Uji DCP (Dinamic Cone penetrometer) dan Korelasinya terhadap Nilai CBR (California Bearing Ratio)
Alat DCP yang banyak
digunakan di lapangan Form Pencatatan nilai DCP di lapangan, untuk korelasi nilai CBR
Gambar 3- 5. Alat Uji DCP dan pencatatan hasil dilapangan terhadap nilai CBR
Gambar 3- 6. Contoh Uji Penetuan Nilai SBR terhadap nilai DCP
Hasil Pencatatan nilai DCP di lapangan, untuk korelasi nilai CBR
Alat DCP yang banyak digunakan di lapangan
Dengan menggunakan informasi hasil uji DCP dapat diperoleh nilai korlasi penetrasi terhadap nilai CBR nya dan selanjutnya sebagai langkah awal perencanaan perkerasan jalan yang terdiri dari lapis pondasi (atas dan bawah) dan tebal lapis perkerasannya dapat didisain.
1) Beberapa ketentuan dalam menerapkan Uji DCP untuk mengevaluasi kelayakannya dalam mendukung beban kendaraan berdasarkan standar ESA (Equivalent Standar Axle):
2) Dengan diperolehnya nilai CBR maka untuk menentukan kekuatan konstruksi perkearasn jalan perlu diperoleh Nilai Dse2yang merupakan suatu faktor yang menggambarkan ketebalan tatah dasar yang dibutuhkan terhadap standar ESA (Equivalent Standar Axle).
3) Dalam hal korelasi antar nilai DCP dan CBR mendapatkan nilai CBR yang kecil perlu dilakukan perbaikan tanah dasar misalnya dengan menggunakan material pilihan dengan CBR >2%.
4) Selanjutnya untuk menentukan lapisan tanah dasar yang memenuhi syarat, selain dipenuhinya CBR >2 % adalah syarat kemampuannya untuk mendukung beban terhadap ESA (Standar Equvalent Axle) juga salah satunya dengan menambah ketebalannya untuk persyaratan pemadatan sesuai spesifikasi yang disyaratkan, misal Spesifikasi Bina Marga 2010 (Tabel 3 - 3).
5) Bilamana hasil DCP menghasilkan nilai CBR yang rendah, maka dapat direkayasa dengan mengganti material yang memenuhi persyaratan sebagai lapisan subgrade seperti diperlihatkan pada Tabel 3 - 4.
Tabel 3 - 3. Nilai CBR terhadap ESA (Equivalent Standar Axle)
Tabel 3 - 4. Perbaikan Tanah untuk subgrade dan digali sampai dengan dibawah Permukaan Tanah Aslinya
Kedalaman sampai karakteristik minimum CBR 2% ( penetrasi uji DCP diperoleh 65 mm/tumbukan) di bawah permukaan tanah
asli untuk tanah tak terganggu, tidak termasuk lapisan permukaan (cm)
Tebal lapis penopang minimum (cm)
Kedalaman total minimum galian di bawah tanah dasar
(cm)
< 45 cm 30 30 + Dse2
45 cm – < 90 cm 60 60 +Dse2
90 cm – 150 cm 100 100 +Dse2
> 150 cm Penggalian keseluruhan atau perbaikan khusus lainnya sebagaimana yang diperintahkan atau disetujui Direksi
Pekerjaan
Dilapangan bilamana dijumpai kondisi sebagai berikut harus dilakukan pekerjaan awal seperti dibawah ini sebelum uji DCP dilakukan:
a) Bila dijumpai tanah ekspansif maka harus dibuang sampai kedalaman 1 meter di bawah elevasi permukaan tanah dasar rencana.
b) Tanah Dasar mempunyai Daya Dukung sedang maka harus digali sampai kedalaman tebal lapisan penopang sesuai spesifikasi yang berlaku dan harus ditunjukkan dalam gambar rencana.
CBR Tanah dasar yang Ada
Umur Rencana dalam ESA (eqkivalent
standar axle)
(kriteria keruntuhan tanah dasar)
CBR Rancangan untuk Tanah Dasar
4 5 6
Timbunan Pilihan
Tebal untuk peningkatan tanah dasar Dse
(cm) 2 – 3 (termasuk lapis penopang
paling atas) Dse2
105- < 106 20 25 30
106 - < 107 25 30 35
107 - 108 30 35 40
4
Semua
0 15 15
5 0 0 15
c) Untuk rencana konstruksi perkerasan jalan pada kondisi galian atau “at- cut” harus tetap dijaga agar bebas dari air pada setiap saat, terutama untuk tanah lunak dan ekspansif sehingga memperkecil dampak akibat perubahan penyusutan dan pengembangan oleh karena itu itu harus dilakukan pembenahan sistim drainase untuk menjaga perubahan kembang susut yang terjadi.
d) Bilamana dalam uji DCP dijumpai kondisi untuk setiap lapisan tanah hasil galian diperkirakan perlu penanganan atau perbaikan dan tidak disyaratkan secara khusus dalam Gambar, maka implementasinya harus disetujui terlebih dahulu oleh Direksi Pekerjaan.
e) Bilamana dijumpai adanya lapisan tanah problematic atau tanah lunak yang cukup tebal (dari uji DCP memperoleh nilai penetrasi besar atau nilai CBR kecil) yang dampaknya dikhawatirkan dapat mengganggu dicapainya stabilitas timbunan (timbul masalah penurunan dan keruntuhan) maka perlu dilakukan invesigasi untuk mengetahui kedalamannya dengan :
i) Penggujian lapangan dengan Sondir atau DCP (Dutch Cone Penetrometer)
ii) Pemboran untuk mengetahui kondisi perlapisan tanah lunak tersebut iii) Dilakukan uji laborium untuk megetahui untuk keperluan analisa
stabilitas
(1) karakteristik propertisnya melalui klasifikasi dan indek test (2) kekuatan dan sensitivitasnya
(3) faktor terhadap nilai kekompakan, permeabilitas, kompresibilitas
Petunjuk dalam melaksanakan uji DCP dan uji lapangan lainya serta uji laboraroium yang mendukung dan terintegrasi dengan uji DCP dapat dilakukan dengan berdasar pada standar yang telah dibakukan atau SNI yang terkait serta Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 tentang Pekerjaan Jalan dan
Jembatan.
3.2.1.4 Kualitas Bahan Timbunan
Kualitas material tanah yang digunakan untuk timbunan dalam rangka membentuk lapisan tanah dasar atau subgrade sebagai tumpuan konstruksi perkerasan jalan perlu diperhatikan karena beberapa hal berikut perlu diperhatikan:
1) Material tanah untuk timbunan yang terdiri dari tiga jenis, yaitu Timbunan Biasa, Timbunan Pilihan, dan Timbunan Pilihan Berbutir di atas tanah rawa yang masing-masing mempunyai karakteristik properties yang spesifik dan kekuatan daya dukungnya.
2) Timbunan pilihan digunakan untuk meningkatkan kapasitas daya dukung tanah dasar pada lapisan penopang (capping layer) dan jika diperlukan di daerah galian. Timbunan pilihan dapat juga digunakan untuk stabilisasi lereng atau pekerjaan pelebaran timbunan jika diperlukan lereng yang lebih curam karena keterbatasan ruangan, dan untuk pekerjaan timbunan lainnya dimana kekuatan timbunan adalah faktor yang kritis.
3) Timbunan Pilihan Berbutir digunakan sebagai lapisan penopang (capping layer) pada tanah lunak yang mempunyai CBR lapangan kurang 2% yang tidak dapat ditingkatkan dengan pemadatan atau stabilisasi, dan diatas tanah rawa, daerah berair dan lokasi-lokasi serupa dimana bahan Timbunan Pilihan dan Biasa tidak dapat dipadatkan denganmemuaskan.
4) Baik Timbunan Pilihan maupun Timbunan Pilihan Berbutir umumnya digunakan untuk penimbunan kembali pada abutmen dan dinding penahan tanah serta daerah kritis lainnya yang memiliki jangkauan terbatas untuk pemadatan dengan alat yang disetujui oleh Direksi Pekerjaan.
5) Bila drainase diperlukan maka dipasang bahan material sebagai landasan untuk pipa atau saluran beton, maupun bahan drainase porous yang dipakai untuk drainase bawah permukaan atau untuk mencegah hanyutnya partikel halus tanah akibat proses penyaringan.
6) Dalam hal agar tidak terjadi penurunan kualitas bahan timbunan sehingga menyebabkan menurunya daya dukung dan stabilitasnya maka permukaan lapisan tanah dasar final harus berada cukup jauh dari muka air tertinggi, baik air tanah maupun air permukaan. Untuk itu tinggi timbunan sebagai tanah dasar harus mempunyai ketinggian yang cukup dan dapat mewujudkan daya dukung yang memadai dan dapat berdiri stabil terhindar dari keruntuhan dangkal (keruntuhan lereng) maupun keruntuhan dalam (keruntuhan pondasi).
7) Nilai Daya Dukung material tanah dasar dilapangan sebagai subgrade mempunyai nilai kepadatan (compactness) setara dengan nilai derajad kepadatannya (relative density) dan Ratio) serta sudut geser dalamnya seperti diperlihatkan pada CBR (California Bearing rangkuman Tabel 3- 5.
Tabel 3- 5 Nilai korelasi beberapa Parameter Kepadatan terhadap N-SPT (Nilai Standard Penetration Test)
3.2.1.5 Rekayasa Teknik Terhadap Timbunan yang Tidak Memenuhi Ketentuan
persyaratan Kualitas dan Ketentuan Stabilitas
Rekayasa terhadap bahan timbunan yang tidak memenuhi syarat kualitas serta ketentuan stabilitas perlu dilakukan.
1) Timbunan akhir yang tidak memenuhi penampang melintang yang disyaratkan harus diperbaiki dengan menggemburkan permukaannya dan membuang atau menambah dan dilanjutkan dengan pembentukan kembali dan pemadatan kembali.
2) Timbunan yang terlalu kering untuk pemadatan, terhadap batas-batas kadar air optimumnya harus diperbaiki dengan menggaruk bahan tersebut, dilanjutkan dengan penyemprotan air secukupnya dan dicampur agar homogin dengan menggunakan "motor grader" atau peralatan lain yang disetujui direksi pekerjaan.
3) Timbunan yang terlalu basah untuk pemadatan, harus diperbaiki dengan menggaruk bahan material tanah tersebut dengan penggunaan motor grader atau alat lainnya secara berulang-ulang dengan ketentuan:
a) selang waktu istirahat selama penanganan, b) dalam cuaca cerah.
4) Alternatif lain bilamana pengeringan yang memadai tidak dapat dicapai dengan menggaruk dan membiarkan bahan gembur tersebut, mka diganti dengan bahan material tanah kering yang lebih cocok.
5) Timbunan yang telah dipadatkan dan memenuhi ketentuan persyaratan menjadi jenuh akibat hujan atau banjir atau karena hal lain, biasanya tidak memerlukan pekerjaan perbaikan asalkan sifat-sifat bahan dan kerataan permukaan masih memenuhi ketentuan persyartan tersebut.
6) Timbunan yang telah dipadatkan dan tidak memenuhi persyaratan stabilitas karena berbagai sebab:
a) Berada diatas lapisan tanah problematik maka perlu perkuatan terhadap keruntuhan dalam atau longsoran dalam. Untuk perkuatan dasar timbunan dapat diterapkan dengan mengahmparkan lapisan geosintetik berupa geogrid yang juga dapat di kombinasikan dengan geotekstil.
Geogrid berfungsi untuk perkuatan sedangkan geotekstil dapat berfungsi sebagai separator, filter dan penambah perkuatan didasar timbunan.
b) Keterbatasan dalam mencapai stabilitas sehingga dikhawatirkan akan mengalami keruntuhan lereng atau longsor maka perbaikan timbunan dengan perkuatan geosintetik dapat dilakukan.
c) Perbaikan timbunan yang rusak akibat gerusan banjir atau menjadi lembek setelah pekerjaan tersebut selesai maka perlu disiapkan sistim penataan pengaliran air yang seignifikan terhadap penjenuhan material timbunan.
7) Untuk menjamin terpenuhinya ketentuan stabilitas timbunan yang difungsikan sebagai subgrade bilamana berada pada lapisan tanah problematic yang mempunyai ketebalan
cukup signifikan maka perlu dilakukan perbaikan tanah problematic tersebut sebelum dilakukan penimbunan.
8) Prinsip perbaikan tanah problematic dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut:
a) Mengevaluasi jenis dan ketebalannya serta perlapisannya
b) Memilih metode yang dapat diterapkan dengan mempertimbangkan teknologi yang dapat diterapkan serta ketersediaan bahan untuk mendukung penerapan teknologi tersebut.
9) Jenis teknologi yang dipilih perlu mempertimbangkan criteria sebagai berikut:
a) Teknologi dengan mengganti material yang lebih baik sehingga memenuhi ketentuan daya dukung dan stabilitas.
b) Teknologi dengan meningkatkan daya dukung tanah problematic misalnya dengan menerapkan sistim pondasi yang dapat mendukung dan meningkatkan daya daya dukung dan stabilitas
c) Teknologi dengan meningkatkan stabilitas terhadap terjadinya keruntuhan baik keruntuhan lereng maupun keruntuhan pondasi.
d) Teknologi dengan mengurangi beban yang bekerja yaitu membatasi tinggi timbunan atau melakukan sistim konstruksi timbunan yang menjadi ringan.