PEDOMAN Konstruksi dan Bangunan No: 003 01 I BM / 2006
Pekerjaan Tanah Dasar Buku 1 Umum DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM DIREKTORAT JENDERAL BINA MARGA
Prakata Salah satu aspek penting untuk menunjang keberhasilan pembinaan jalan adalah tersedianya Norma, Standar, Pedoman dan Manual (NSPM) yang dapat diterapkan dengan mudah didalam penerapannya. Untuk mengatasi permasalahan di atas, Direktorat Bina Teknik, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum, menyusun Pedoman Pekerjaan Tanah Dasar. Pedoman disusun dengan memperhatikan beberapa spesifikasi dan penyusunan pedoman ini mengacu pula pada standar yang berlaku, terutama Standar Nasional lndonesia (SNl). Sumber lain yang digunakan dalam penyusunan pedoman ini adalah tulisan-tulisan dan buku-buku yang diterbitkan oleh Bina Marga, Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Jembatan, Asphalt lnstitute, Transport and Road Research Laboratory, American Association of State Highway and Transportation Officials, Japan Road Assocalion serta penerbit-penerbit lain. Tata cara penulisan pedoman ini disusun mengikuti Pedoman BSN (Badan Standardisasi Nasional) No. I tahun 2000. Apabila dalam penerapannya dijumpai kekurangan atau kekeliruan pada pedoman ini, akan dilakukan perbaikan dan penyempurnaan di kemudian hari. Jakarta, Desember 2oo6 DifefCW Jenderal Bina Marga Hendrianto N.
Daftar isi Prakata Daftar isi ............. Daftar gambar Pendahuluan 1 Ruang lingkup 1-100 2 Acuan normatif ..:: ...........: ... .... 1-100 3 lstilah dan definisi ............... 3-100 4 Simbol ...........4-100 5 Sifat alamitanah (tha nature of soi/s) 13-100 5.1 Definisidan asal tanah ........13-100 5.2 Tekstur tanah .... 13-100 5.3 Struktur tanah ....14100 5.4 Horizon tanah ....15-100 5.5 Bahan induk ....... 16-100 5.5.1
Batuan sedimen .. 16-100 5.5.2 Batuan beku ........ 16-100, 5.5.3 Batuan metamorf .17-100 5.6 Komponen tanah 17-100 5.7 Hubungan air, bahan padat dan udara dalam tanah........ 18-100 Sifatsifat dasar tanah ... 19-100 6.1 Kadar air, berat jenis, berat isi, angka pori, porositas dan derajat kejenuhan. 19-100 6.3 Elastisitas ...........21-10Q ...........21-10Q 6.4 Prastisitas ........ ........:... ........:... .. ... .. . .. .. ... ..... ... ... ....:...:.:..:.:.... ....:...:.:..:.:.... ...........2t-too 6.5 Kohesidan kekuatan geser... .................22-100 6.6 Pemampatan (compresibility)...... ...........22-1OO 6.7 Penyusutan dan pemuaian (shrinkage and swelling). . .. .. ...23-100 6.8 Aktifitas (activity) .23-100 6.9 Konsistensi tanah asli ........... .................24-100 6.10 Sensitifitas (sensitivity) .........25-100 6.11 Daya kapiler (capillarity) dan pengisapan (suction)........... ........26-100 6.12 Dilatansi .............27-100 Udara dalam tanah ........27-100 7.1 Bakteri erobik dan jamur ......27-100 7.2 Pergerakan air dalam bentuk uap........... .................27100 Air dalam tanah .. . ......28-100 8.1 Pengaruh air sebagai bahan cair terhadap sifat-sifat tanah ......28-100 8.1 .1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5 8.1.6 8.1.7 Pengaruh terhadap kohesi ....28-100 Pengaruh terhadap pengisapan tanah (soil suction) ......30-100 Pengaruh terhadap pemuaian (swelling) .32-100 Pengaruh terhadap penyusutan (shrinkage) 32-100 Pengaruh terhadap konsistensi................. 33-100 Pengaruh terhadap kepadatan. ................36-100 Pengaruh terhadap permeabilitas............. 37-100 8.2 Pengaruh air sebagai bahan pelarut terhadap sifafsifat tanah .37-100 Bahan padat dalam tanah 38-100 9.1 Bahan organik ....38-100
10 11 9.2 Bahan anorganik .................39-100 9.2.1 Kerikil 40-100 9.2.2 Pasir......... .... ...40-100 9.2.3 Lanau 41-100 9.2.4 Lempung ........ .....41-100 Klasifikasi tanah ............43-100 10.1 Pendahuluan............ ...........43-100 10.2 Sistem KlasifikasiAASHTO .43-100 10.2.1 Riwayat perkembangan.......... .................43-100 10.2.2 Prosedur pengujian ...............43100 10.2.3 Penentuan kelas/kelompok tanah ...........44-100 10.2.4 Fraksi tanah ........44-100 10.2.5 Deskripsi kelompok dan sub kelompok ...45-100 10.2.5.1 Tanah granular/berbutir ........ 45-100 10.2.5.2 Tanah lanau-lempung .......... .47-100 10.2.6 Indeks kelompok .49-100 10.2.7 Prosedur pengklasifikasian ...50-100 10.3 Sistem Klasifikasi Unified .....51-100 '10.3.1 Riwayat perkembangan........... 51-100 10.3.2 Dasar pengklasifikasian 51-100 10.3.3 Definisifraksi tanah 52-1OO 10.3.4 Pembagian kelompok dan simbul kelompok 53-100 10.3.5 Tanah berbutir kasar 53-100 10.3.6 Tanah berbutir halus ....... ......54-100 10.3.7 Tanah yang mengandung banyak bahan organik .....55-100 10.3.8 Karakteristik yang terkait dengan jalan raya dan lapang terbang 55-100 10.3.9 Pengklasifikasian di lapangan .................63-100 10.3.9.1 Pengujian di lapangan ..........63-100 10.3.9.2 Prosedur klasifikasi ...............64-100 10.3.10 Pengklasifikasian di laboratorium ......... ...65-100 10.3.10.1 Umum . , . ,. .. ....65-100 10.3.10.2 Prosedur pengujian ...............65-100 10.3.10.3 Prosedur klasifikasi ...............66-100 1 0.3. 1 1 Daftar parameter untuk keperluan rekayasa .............69-1 00 Pekerjaan tanah dasar ...72-100 11.1 Umum....... 72-100 11.2 Persyaratan dan pengendalian ............. .72-100 1 1.3 Pekerjaan tanah dasar 73-100 11.3.1 Pekerjaan pendahuluan ............... 73-100 11 .3.2 Bahan .73-100 11.3.3 Pemadatan 74-100 11.3.3.1 Peralatan pemadatan 74-100 11.3.3.2 Tebal lapisan dan jumlah lintasan 74-100 11.3.3.3 Kadar air pemadatan ............ .74-1A0 11.3.3.4 Cara pemadatan ..75-100 1 1 .3.3.5 Kepadatan 75-100 11.3.4 Kemiringan melintang dan kerataan permukaan .........................76-100 11.3.5 Perlindungan tanah dasar ......76-100 1 1.3.6 Tanah dasar pada galian tanah biasa......... 77-100 11.3.7 Tanah dasar pada galian batu .......... .......77-100 11.3.8 Tanah dasar pada timbunan ........... .........77-1OO 11.4 Penetapan seksi disain ........77-100 11.5 Profil tanah dan jalan 1 1 .6 Penentuan CBR tanah dasar untuk disain 80-100 11.6.1 Penentuan CBR tanah yang terdiri atas beberapa lapis 80-100
11.6.2 Penentuan CBR pada suatu seksi ......... ..80-100 11.6.3 Estimasi nilai CBR.. 81-100 11.7 Perapihan 12 Perencanaan pekerjaan tanah (planning of earthworks) 83-100 84-100 12.1 Umum....... ..........84-100 12.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan dan pelaksanaan pemindahan tanah ...............85-100 12.3 Jenis peralatan untuk pekerjaan tanah ..91100 12.4 Peralatan yang hanya berfungsi menggali saja.......... ...............92-1OO 12.5 Peralatan yang berfungsi untuk menggali dan memuat...............................93-100 12.6 Peralatan yang berfungsi untuk mengangkut dan mengurug .......... 95-100 12.7 Peralatan yang berfungsi untuk menggali, memuat, mengangkut dan men9uru9............ 13 Penyelidikan dan pemantauan lapangan (site investigation and monitoring) 95-100 99-100 tv
Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Tabel 11. Tabel12. Tabel 13. Tabel 14. Tabel 15. Tabel 16. Tabel 17. Tabel 18. Tabel 19. Tabel 20. \abel21. Tabel22. Tabel 23.
Daftar tabel Ukuran teksturtanah (Sumber: Yoder, 1975)........ 14-1OO Perki raan koefisien permeabi I itas dan karakteristik d rai nase (Sumber: Merrit, 1976)......... ................21-100 Klasifikasi aktifitas lempung .................24-100 Konsistensi tanah kohesif asli dan cara pengujian praktis .....25-100 Deskripsi khusus untuk konsistensi tanah berbutir ha|us........ 25-100 Klasifikasi sensitifitas lempung ............26-100 Beberapa nilai tipikal kenaikan air kapiler.. ............27-100 Hubungan antara nilai pF dengan tinggi kolom air dan tegangan (Sumber: TRRL, 1952) ......31-100 Derajat plastisitas ..............35-100 Hubungan umum batas Atterberg, indeks plastis dan sifat-sifat teknis.....36-100 Pengaruh ion-ion yang dapat ditukar (exchangeable ions) terhadap sifat tanah Putnam (Sumber: TRRL, 1952) ...........43-100 Klasifikasi tanah menurut AASHTO (Sumber: Yoder, 1975) ...46-100 Klasifikiasitanah dan campuran tanah dengan agregat (Sumber: Asphalt Institute, 1993) ........46-100 Sistem Klasifikasi Unified, termasuk identifikasi dan deskripsi .................57-100 Karakteristik tanah untuk perkerasan jalan raya dan lapang terbang .......60100 Daftar parameter untuk keperluan rekayasa ........70-100 Tingkat kekcocokan jenis-jenis tanah menurut klasifikasiAASHTO dan Unified sebagai tanah dasar........ . .....73-100 Contoh urutan penentuan seksi disain 78-100 Rentang CR untuk beberapa kelas jalan (Sumber: Yoder, 1975).............81-100 llustrasi untuk menentukan CBR yang mewaki|i............. .........82-100 Tahanan pular (rolling resistance)* berbagai kondisi permukaan (Sumber: Horner, 1988)........ 86-100 Berat isi tipikal tanah asli dan faktor pengembangan (Sumber: Horner, 1988)........ ...............89-100 Jenis peralatan menurut fungsinya .............. .........91-100
Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12. Gambar 13. Gambar 14. Gambar 15. Gambar 16. Gambar 17. Gambar 18. Gambar 19. Gambar 20. Gambar 21. Gambar 22. Gambar 23. Gambar 24. Gambar 25. Gambar 26. Gambar 27. Gambar 28. Gambar 29. Gambar 30. Gambar 31. Gambar 32.
Daftar gambar Tiga jenis struktur primer tanah ..... 1 5-1 00 Profiltipikaltanah (Sumber: Yoder, 1975) .......15100 Grafik segitiga untuk menyatakan komposisi tanah (Sumber: TRRL, 1952) .18-100 Diagram komponen tanah 18-100 Kohesi antara dua butir bulat (Sumber: TRRL, 1952) ........29-100 Kohesi sebagai akibat hidrasi partikel (Sumber: Russel dalam TRRL, 1952)........ .......30-100 Hubungan pengisapan dan kadar air (kondisi pengeringan) (Sumber: Krebs, 1971) .31-100 Perkiraan hubungan stabilitas relatif (CBR) dengan pengisapan (Sumber: Krebs, 1971) 32-100 Hubungan volume dengan kadar air (Sumber: TRRL, 1952) 33-100 Konsistensi tanah yang dibentuk kembali (Sumber: Krebs, 197 1)....... 34-1 00 Hubungan kepadatan dengan kadarair ............ 36-100 Orentasi butir sehingga tanah menjadi plastis (Sumber: Baver dalam TRRL, 1952) ................41-100 Grafik untuk menentukan Indeks Kelompok (Sumber: Yoder, 1975)...50100 Rentang batas cair dan indeks plastis untuk tanah lanau lempung (Sumber: Asphalt Institute, 1993) ...51-100 Grafik plastisitas untuk klasifikasi tanah (Sumber: Asphalt lnstitute, 1993) ...52-100 Contoh tanah tipikal GW dan SW ... ... . ..........66-100 Diagram bantu untuk identifikasi tanah di laboratorium (Sumber: Asphalt Institute, 1993) ..68-100 Mistar meter dan segi tiga pengukur kemiringan ............. ...76-1 00 Contoh seksi disain .......79-100 Contoh profiltanah .......79-100 Sketsa disain tanah dasar pada daerah batuan .................80-100 Nilai persentil hasil pengujian untuk disain paling murah (Sumber: Yoder, 1975) .82-100 Persentil CBR sebagai ilustrasi ......83-100 Ripper performance chart for Caterpilar D9H dozer with multisingle Shank 9D ripper (sumber: Horner, 1988) ........88-100 Diagram sebagai pedoman untuk menentukan metoda penggalian dan pengangkutan (Sumber: Horner, 1988) ....92-100 Caterpillar D9H dozer with single shank ripper 97-100 Atlas Copco ROC 601 rotary percussion drill rig 97-100 Hymac 590C tracked back-acter ...97-100 Caterpilar 980C wheeled forward loader .........98-100 NCK Rapier 406 crawler dragline disharging to tipper .......98-100 Volvo BM 53508 (6x6) articulated dump truck loaded by a tracked back acter ....98-100 Caterpilar 631C
single engined scraper 99-100 vl
Pendahuluan Tanah dasar merupakan pondasi bagi perkerasan, baik perkerasan yang terdapat pada jalur lalu-lintas maupun bahu. Dengan demikian, tanah dasar merupakan konstruksi terakhir yang menerima beban kendaraan yang disalurkan oleh perkerasan. Pada kasus yang sederhana, tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli tanpa perlakuan; sedangkan pada kasus lain yang lebih umum, tanah dasar terdiri atas tanah asli pada galian atau bagian atas timbunan yang dipadatkan. Sebagai pondasi perkerasan, disamping harus mempunyai kekuatan atau daya dukung terhadap beban kendaraan, maka tanah dasar juga harus mempunyai stabilitas volume akibat pengaruh lingkungan, terutama air. Tanah dasar yang mempunyai kekuatan dan stabilitas volume yang rendah akan mengakibatkan perkerasan mudah mengalami deformasi (misal gelombang atau alur) dan retak. Dengan demikian, maka perkerasan yang dibangun pada tanah dasar yang lemah dan mudah dipengaruhi lingkungan akan mempunyai umur pelayanan yang pendek. Sehubungan dengan hal di atas, pada pedoman ini diuraikan aspek-aspek yang berkaitan dengan pekerjaan tanah dasar yang diharapkan mampu menahan beban kendaraan serta tidak mudah terpengaruh oleh cuaca atau lingkungan. Dengan demikian, pedoman ini diharapkan menjadi pedoman bagi pembina jalan, terutama pelaksana di lapangan, yang menjadi kesatuan dengan Spesifikasi. Buku Pedoman Pekerjaan Tanah Dasar ini disajikan dalam 3 buku, dengan ruang lingkup sebagai berikut : . Buku 1. Umum Menguraikan tentang sifat alami tanah, sifat-sifat dasar tanah, udara dalam tanah, air dalam tanah, klasifikasi tanah, persyaratan dan pengendalian pekerjaan tanah, serta perencanaan pekerjaan tanah. . Buku 2. Pedoman Pekerjaan Tanah Dasar untuk Pekerjaan Jalan Menguraikan tentang tata cara pekerjaan galian tanah, tata cara pekerjaan timbunan tanah, tata cara pekerjaan pemadatan tanah, permasalahan dalam pekerjaan tanah, serta keselamatan kerja, pengendalian lingkungan pada pelaksanaan pekerjaan tanah, permasalahan tanah dasar serta contoh perencanaan dan proyek pekerjaan tanah. ' Buku 3. Pedoman Penyelidikan dan Pengujian Tanah Dasar untuk Pekerjaan Jalan Menguraikan tentang tata cara penyelidikan dan pengambilan contoh tanah, serta pengujian tanah. vtl
Pedoman pekerjaan tanah dasar Buku 1 Umum 1. Ruang lingkup Tanah dasar merupakan tanah dimana perkerasan dibangun, sebagaimana halnya dengan bangunan sipil lainnya. Pada kasus yang sederhana, tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli tanpa perlakuan; sedangkan pada kasus lain yang lebih umum, tanah dasar terdiri atas tanah asli pada galian atau bagian atas timbunan yang dipadatkan. Sebagai prasarana transportasi darat, perkerasan harus mempunyai permukaan yang selalu rata dan kesat, agar para pengguna jalan dapat merasa nyaman dan aman (safe). Karena dibangun pada tanah dasar, maka kinerja perkerasan akan sangat dipengaruhi oleh mutu tanah dasar. Dengan dituntutnya perkerasan yang harus selalu mempunyai permukaan yang rata, maka persyaratan perubahan bentuk. utama Tanah yang harus dasar dipenuhi yang mengalami tanah dasar perubahan adalah bentuk, tidak mudah baik akibat mengalami beban lalu-lintas maupun cuaca, akan mengakibatkan perkerasan mengaiami kerusakan (misal, gelombang, alur, penurunan) yang kemungkinan diikuti dengan terjadinya retak. Perubahan bentuk tanah dasar dapat diakibatkan oleh kekuatan atau daya dukung yang rendah (tanah mudah runtuh), pengembangan, penyusutan dan densifikasi tanah dasar tergantung serta konsolidasi pada jenis tanah tanah, di bawah berat tanah isi kering dasar. dan Lebih kadar jauh air. lagi, faktor-faktor tersebut akan Pedoman ini pada dasarnya menguraikan tentang pengetahuan dasar tanah baik itu sifat- sifat tanah, klasifikasi tanah, serta dilengkapi dengan pelaksanaan pekerjaan tanah, perencanaan pekerjaan tanah dasar. Diharapkan pedoman ini ini dapat dijadikan acuan dalam menerapkan (atau menyiapkan) Spesifikasi, terutama bagi perencana (desrgrner) dan pelaksana, dalam membangun tanah dasar yang memenuhi tuntutan lalu-lintas dan lingkungan di Indonesia.
Acuan normatif Penulisan manual yang menyangkut standar, terutama metoda pengujian dan spesifikasi, menggunakan acuan sebagai berikut:
sNl 03-1742-1989 : sNl 03-1743-1989 : Metode Pengujian Kepadatan Ringan Untuk Tanah Metode Pengujian Kepadatan Berat Untuk Tanah sNt 03-1744-1989 : sNr 03-1966-1989 : Metode Pengujian CBR Laboratorium Metode Pengujian Batas Plastis sNr 03-1967-1990 : Metode Pengujian Batas Cair dengan Alat Casagrande sNt 03-1976-1990 : Metode Koreksi untuk Pengujian Pemadatan Tanah yang mengandung
Butir Kasar sNl 03-2828-1992 : Metode Pengujian Kepadatan Lapangan Dengan Alat Konus Pasir sNt 03-
3423-1994 : Metode Pengujian Analisis Ukuran Butir Tanah Dengan Alat Hidrometer 1-100
sNl 03-3637-1994 . Metode Pengujian Berat lsi Tanah Berbutir Halus dengan Cetakan
Pd M-29-1998-03 : Pd T-03-1998-03 : Benda Uji Metode Pengujian untuk menentukan tanah ekspansif Tata cara Klassifikasi Tanah dan campuran tanah agregat untuk konstruksijalan sNl 03-3437-1994: Tata Cara Pembuatan Rencana Stabilisasi Tanah dengan Kapur untuk Jalan sNl 03-3438-1994 : Tata Cara Pembuatan Rencana Stabilisasi Tanah dengan Semen
sNr 03-3439-1994 : sNt 03-3440-1994 : Portland untuk Jalan Tata Cara Pelaksanaan Tata Cara Pelaksanaan Stabilisasi Tanah dengan Kapur untuk Jalan Stabilisasi Tanah dengan Semen Portland untuk Jalan sNr 03-41471996 : Pd M-07-1998-03 : Spesifikasi Kapur Untuk Stabilisasi Tanah Metode Pengujian Kadar Semen pada Campuran Semen Tanah
Pd T-03-1998-03 : dengan Analisis Kimia Tata Cara Klasifikasi Tanah dan Campuran Tanah Agregat untuk
sNt 03-1966-1990 : Konstruksi Jalan Metode Pengujian sNr 03-1967-1990 : Metode Pengujian sNl 03-2417-1991 . Metode Pengujian sNt 03-4141-1996 : Metode Pengujian Batas Plastis Batas Cair dengan Alat Cassagrande Keausan Agregat dengan Mesin Abrasi Los Angeles Gumpalan Lempung dan Butir-butir Mudah Pecah dalam Agregat sNt 03-2828-1992 : sNl 033423-1994 : Metode Pengujian Kepadatan Lapangan dengan Alat Konus Pasir. Metode Pengujian Analisis Ukuran Butir Tanah Dengan Alat Hidrometer sNl 03-6412-2000 : Metode Pengujian Kadar Semen Dalam Campuran Segar Semen- Tanah sNl 13-6427-2000 . Metode Pengujian Uji Basah dan Kering Campuran Tanah-Semen Dipadatkan sNl 19-64262000 : Metode Pengujian Pengukuran pH Pasta Tanah-Semen untuk Stabilisasi sNl 03-6798-2002: Tata Cara Pembuatan dam Perawatan Benda Uji Kuat Tekan dan
sNl 03-6817-2002. sNl 03-6886-2Q02 . Lentur Tanah-Semen di Laboratorium Metode Pengujian Mutu Air untuk Digunakan Dalam Beton Metode Pengujian Hubungan Antara Kadar Air dan Kepadatan pada
sNt sNt sNl sNr sNt 03-1968-1990 03-1976-1990 03-6887-2002 03-1966-1990 03-19671990
Campuran Metode Metode Metode Metode Metode Pengujian Pengujian Pengujian Pengujian Koreksi Tanah-Semen untuk Tentang Batas Kuat Batas Pengujian Tekan Cair Plastis Analisis Dengan Bebas Pemadatan Saringan Campuran Alat Cassagrande Tanah Agregat Tanah-Semen yang Halus Mengandung dan Kasar
Butir Kasar sNl 03-2417-1991 Metode Pengujian Keausan Aggregat dengan Mesin Abrasi Los Angeles sNt sNl 03-3407-1994
15-2049-1994 Semen Metode Portland Pengujian Sifat Kekekalan Bentuk Agregat Terhadap Larutan
sNt 03-4141-1996 Natrium Metode Sulfat Pengujian dan Magnesium Gumpalan Lempung Sulfat dan Butir-Butir Mudah Pecah dalam Agregat sNt 036388-2000 Spesifikasi Agregat Lapis Pondasi Bawah, Lapis Pondasi Atas dan Lapis Permukaan sNl 036412-2000 Metode Pengujian Kadar Semen dalam Campuran Segar Semen- Tanah sNr 19-6413-2000 Metode Pengujian Kepadatan Berat lsi Tanah di Lapangan dengan Balon Karet 2-100
