dasar-dasar pemadatan tanah dan aplikasi di lapangan
Full description
Pemadatan TanahFull description
materi
Prosedur pemadatan tanahFull description
Mektan 1Deskripsi lengkap
241Deskripsi lengkap
241
Mektan 1
sfdFull description
perkerasan jalan rayaDeskripsi lengkap
SpesifikasiFull description
Descripción completa
Pemadatan tanah merupakan hal yang perlu diperhatikan dalam bidang pertanian karena dapat mempengaruhi produktivitas tanaman. Penggunaan alsintan diduga menjadi penyebab utama terjadinya pem…Full description
Pemadatan ProctorFull description
PEMADATAN
PEMADATAN
1.
Umum
Peris Peristi tiwa wa bertam bertamba bahny hnyaa bera beratt volum volumee keri kering ng oleh oleh beban beban dinam dinamis is dise disebu butt pemadatan. leh akibat beban dinamis! butir"butir tanah merapat satu sama lain sebagai akibat berkurangnya rongga udara. Tu#uan pemadatan dapat ter$apai dengan pemilihan tanah bahan timbunan! $ara pemadatan! pemilihan mesin pemadat! dan #umlah lintasan yang sesuai.
%epadatan se$ara kuntitati& diukur dari berat volume kering tanah! yaitu berat butiran padat atau berat tanah kering oven dibagi dengan volume tanah se$ara keselu keseluruh ruhan an 'yaitu 'yaitu volume volume tanah tanah termas termasuk uk volume volume butira butiran n padat padat dan rongga rongga pori(. pori(. )olume tanah total ')(! pada umumnya umumnya relati& tetap oleh perubahan kadar air! air! ke$uali pada lempung ekspansi&. *ika akibat perubahan kadar air volume total tanah ')( tetap! sedangkan sedangkan berat butiran butiran tanah kering '+s( #uga tidak berubah! maka nilai berat volume kering 'kepadatan( d , +s-) tetap! walaupun kadar air berubah. Tanah"tanah granuler paling mudah penanganannya untuk peker#aan lapangan. Material ini mampu memberikan kuat geser yang tinggi dengan sedikit perubahan volume sesudah dipadatkan. Permeabilitas tanah granuler yang tinggi dapat menguntungkan maupun merugikan. Tanah lanau yang dipadatkan! umumnya akan stabil dan mampu memberikan kuat geser yang $ukup dan sedikit ke$enderungan perubahan volume. Tapi! tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam keadaan basah! karena permeabilitasnya rendah. Tanah lempung yang dipadatkan dengan $ara yang benar akan dapat memberikan kuat geser tinggi. empung padat mempunyai permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan dengan baik pada waktu sangat basah '#enuh(. /eker#a dengan
tanah lempung yang sangat basah akan mengalami banyak kesulitan. Tu#uan dari pemadatan adalah0
1( Mempertinggi kuat geser tanah. ( Mengurangi si&at mudah mampat 'kompresibilitas(. 2( Mengurangi permeabilitas. 3( Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air! air! dan lain"lainnya.
Dalam pembangunan proyek"proyek #alan raya! gedung dan bendungan! pemadatan adalah salah satu peker#aan yang penting. Dalam pembangunan #alan! tanah urug untuk timbunan! dan agregat untuk lapis pondasi 'base $ourse( dihamparkan dan dipadatkan sampai kekuatannya mampu menahan beban yang akan beker#a di atasnya. 4uatu hal yang tidak diinginkan adalah bila perkerasan setelah selesai dibangun! tanah berubah bentuknya! atau berkurang b erkurang volumenya! oleh akibat beban di atasnya. Dengan Denga n pemadatan tanah yang baik! pengurangan volume akibat beban material material di atasnya! atasnya! atau oleh akibat beban luar yang beker#a berulang"ulang dapat dikurangi. Perubahan bentuk tanah yang umumnya umumnya tidak seragam dari satu tempat ke tempat tempat lainnya! lainnya! akan dapat mengakibatkan mengakibatkan kerusakan struktur yang terletak di atasnya. leh pengaruh tekanan rendah! tanah dapat berperilaku elastis! sehingga regangan akibat beban dapat hilang! apabila bebannya hilang. /ila tekanan lebih tinggi! tanah akan memadat! memadat! sehingga sehingga menambah menambah kekuatan kekuatan tanah yang diikuti diikuti dengan regangan permanen. *ika tekanan lebih besar lagi! tanah akan memadat sampai pada kedudukan tidak ada lagi kenaikan kekuatan yang dapat dimobilisasi! dan pada kondisi ini tanah akan bergeser pada volume konstan. Dengan memadatkan tanah se$ara terkontrol! rongga udara dapat diminimumkan! sehingga di kemudian hari tanah $enderung dalam kondisi sulit berubah kadar airnya. *ika tanah urug untuk timbunan dipadatkan dengan baik! maka penurunan badan timbunan akan ke$il. Dalam kondisi ini! penurunan lebih diakibatkan oleh kompresi dari tanah &ondasi di bawah timbunan! bila tanahnya mudah mampat. /ertambah rapatnya susunan butiran sesudah dipadatkan atau sesudah bangunan dalam masa layanan! merupakan masalah umum yang harus diperhatikan. 5al ini lebih terlih terlihat at pada pada strukt struktur ur perker perkerasa asan n #alan! #alan! di mana mana ratusa ratusan n atau atau bahkan bahkan ribuan ribuan siklu sikluss pengulangan beban ter#adi oleh beban lalu lintas. Pemadatan yang seksama diperlukan
tanah lempung yang sangat basah akan mengalami banyak kesulitan. Tu#uan dari pemadatan adalah0
1( Mempertinggi kuat geser tanah. ( Mengurangi si&at mudah mampat 'kompresibilitas(. 2( Mengurangi permeabilitas. 3( Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air! air! dan lain"lainnya.
Dalam pembangunan proyek"proyek #alan raya! gedung dan bendungan! pemadatan adalah salah satu peker#aan yang penting. Dalam pembangunan #alan! tanah urug untuk timbunan! dan agregat untuk lapis pondasi 'base $ourse( dihamparkan dan dipadatkan sampai kekuatannya mampu menahan beban yang akan beker#a di atasnya. 4uatu hal yang tidak diinginkan adalah bila perkerasan setelah selesai dibangun! tanah berubah bentuknya! atau berkurang b erkurang volumenya! oleh akibat beban di atasnya. Dengan Denga n pemadatan tanah yang baik! pengurangan volume akibat beban material material di atasnya! atasnya! atau oleh akibat beban luar yang beker#a berulang"ulang dapat dikurangi. Perubahan bentuk tanah yang umumnya umumnya tidak seragam dari satu tempat ke tempat tempat lainnya! lainnya! akan dapat mengakibatkan mengakibatkan kerusakan struktur yang terletak di atasnya. leh pengaruh tekanan rendah! tanah dapat berperilaku elastis! sehingga regangan akibat beban dapat hilang! apabila bebannya hilang. /ila tekanan lebih tinggi! tanah akan memadat! memadat! sehingga sehingga menambah menambah kekuatan kekuatan tanah yang diikuti diikuti dengan regangan permanen. *ika tekanan lebih besar lagi! tanah akan memadat sampai pada kedudukan tidak ada lagi kenaikan kekuatan yang dapat dimobilisasi! dan pada kondisi ini tanah akan bergeser pada volume konstan. Dengan memadatkan tanah se$ara terkontrol! rongga udara dapat diminimumkan! sehingga di kemudian hari tanah $enderung dalam kondisi sulit berubah kadar airnya. *ika tanah urug untuk timbunan dipadatkan dengan baik! maka penurunan badan timbunan akan ke$il. Dalam kondisi ini! penurunan lebih diakibatkan oleh kompresi dari tanah &ondasi di bawah timbunan! bila tanahnya mudah mampat. /ertambah rapatnya susunan butiran sesudah dipadatkan atau sesudah bangunan dalam masa layanan! merupakan masalah umum yang harus diperhatikan. 5al ini lebih terlih terlihat at pada pada strukt struktur ur perker perkerasa asan n #alan! #alan! di mana mana ratusa ratusan n atau atau bahkan bahkan ribuan ribuan siklu sikluss pengulangan beban ter#adi oleh beban lalu lintas. Pemadatan yang seksama diperlukan
sela selama ma pelak pelaksa sanaa naan n pemba pembangu ngunan nan perke perkera rasa san! n! #ika #ika ingi ingin n terh terhin inda darr dari dari resi resiko ko pengurangan volume tanah oleh memadatnya tanah ini. /ebe /eberap rapaa masa masala lah h bisa bisa ter# ter#ad adii pada pada tanah tanah &ond &ondas asii yang yang kura kurang ng padat padat.. *ika *ika bangunan di atasnya mengalami getaran oleh akibat mesin! pemadatan tanah dapat mengakibatkan penurunan. Pemadatan tanah yang berakibat penurunan #uga dapat ter#adi oleh oleh aktiv aktivit itas as pemb pemban angun gunan an di seki sekitar tarny nyaa yang yang meni menimb mbul ulka kan n getar getaran an!! seper seperti ti peman$angan tiang.
.
Peristiwa /ertambahnya /erat )olume %ering leh Pemadatan
4aat air ditambahkan pada pemadatan! air ini melunakkan partikel"partikel tanah. Partikel"pa Partikel"partike rtikell tanah menggelin$ir menggelin$ir satu sama lain dan bergerak pada posisi posisi yang lebih rapat rapat.. %eti %etika ka kadar kadar udar udaraa men# men#adi adi berk berkur uran ang! g! gabun gabunga gan n air air dan udar udaraa $ender $enderung ung membuat partikel tanah tetap terpisah! dan men$egah pengurangan kandungan udara. Tetapi! volume rongga total terus bertambah oleh kenaikan kadar air! sehingga berat volume kering tanah turun. Pada awal pemadatan berat volume kering bertambah ketika kadar air bertambah '6amba '6ambarr 7.1(. 7.1(. Pada kadar kadar air nol nol 'w , 8(! berat berat volum volumee tanah tanah basah basah ' b( sama sama dengan dengan berat volume kering 'd(! %etika %etika kadar kadar air berang berangsur sur"an "angsu gsurr ditamba ditambah! h! dan usaha usaha pemadat pemadatan an yang yang sama sama digunak digunakan an pada pada saat saat pemadat pemadatan! an! berat berat butira butiran n tanah tanah padat padat per volume volume satuan satuan #uga #uga bertambah. Misalnya! pada saat kadar air sama dengan w1!
dengan d , kenaikan berat volume kering akibat pemadatan. Pada kadar air lebih besar dari kadar air tertentu! yaitu w , w'saat kadar air optimum( kenaikan kadar air #ustru mengurangi berat volume keringnya. 5al ini karen a! air mengisi rongga pori yang sebelumnya diisi oleh butiran padat. %adar air saat berat volume kering men$apai maksim maksimum um 'dmak( dmak( diseb disebut ut kadar kadar air air opti optimum mum 'wop 'wopt(. t(.
2.
5U/UN6AN /E9AT )UME %E9:N6 DAN %ADA9 A:9
Untuk Untuk menen menentu tuka kan n hubun hubunga gan n kadar kadar air air dan dan berat berat volu volume me kerin kering! g! dan untuk untuk mengevaluasi mengevaluasi tanah agar memenuhi memenuhi persyaratan persyaratan kepadatan! maka umumnya dilakukan dilakukan u#i pemadatan. 5ubungan berat volume kering dan kadar air tersebut diperoleh dari u#i pemadatan standar. Pro$tor '1;22( telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti antara kadar air dan berat volume kering tanah padat. Untuk berbagai #enis tanah pada umumnya! terdapat satu nilai kadar air optimum tertentu untuk men$apai b erat volume kering maksimumnya. 5ubungan berat volume kering 'gd( dengan berat volume basah 'gb( dan kadar air 'w(! dinyatakan dalam persamaan0
3.
U#i Pemadatan Pemad atan D: A/9AT9:UM
/erat volume kering setelah pemadatan bergantung pada #enis tanah! kadar air! dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya. %arakteristik kepadatan tanah dapat dinilai dari dari pengu#i pengu#ian an standar standar labora laborator torium ium yang disebut disebut u#i Pro$to Pro$tor. r. Prinsi Prinsip p pengu#i pengu#ianny annyaa pemadatan standar Pro$tor adalah sebagai berikut0 Alat pemadat berupa berupa silinder silinder mould yang mempunyai mempunyai volume 1-28 $u.&t ';!33 ';!33 7 18"3 m2( '6ambar 7.(. Tanah di dalam mould yang berdiameter 18! $m dan tinggi 11!<= $m dipadatkan dengan penumbuk berdiameter > $m yang beratnya !> kg '>!> lb( dengan tinggi #atuh 28!> $m. Tanah dipadatkan dalam tiga lapisan dengan tiap lapisan ditumbuk > kali pukulan! dengan tinggi #atuh penumbuk 28 $m.
Dalam u#i pemadatan! per$obaan diulang paling sedikit > kali dengan kadar air tiap"tiap per$obaan divariasikan. %emudian! digambarkan sebuah gra&ik hubungan kadar air dan berat volume keringnya '6ambar 7.2(. %urva yang dihasilkan dari pengu#ian memperlihatkan nilai kadar air yang terbaik 'wopt( un tuk men$apai berat volume kering terbesar atau kepadatan maksimumnya. /ila seluruh udara di dalam tanah dapat dipaksa keluar pada waktu pemadatan!
tanah akan berada dalam kedudukan #enuh dan nilai berat volume kering akan men#adi maksimum. Akan tetapi! dalam praktek! kondisi ini sulit di$apai. 6aris #enuh 'saturation line( atau garis rongga udara nol '?ero air void line( 'lihat 6ambar 7.2( menun#ukkan hubungan kadar air 'w( dan berat volume kering ' d( saat tanah #enuh 188@. 5asil u#i pemadatan pada kadar air yang melebihi optimumnya tidak akan pernah men$apai garis rongga udara nol. etak garis optimum! umumnya kira"kira ;8@ dari kondisi #enuhnya 'atau terletak pada dera#at ke#enuhan 4 , ;8@(. *adi! se$ara &isik kurva pemadatan tidak pernah berada di sebelah kanan garis rongga udara nol. *ika hal ini ter#adi! kemungkinan terdapat kesalahan pada pengukuran berat #enis tanah '6s(! atau air ke luar dari silinder pemadatan sewaktu pengu#ian sehingga kadar air waktu pengu#ian lebih rendah dari pada kadar air yang ditentukan. /erat volume kering dengan tanpa rongga udara atau berat volume kering saat tanah men#adi #enuh '?av(! dapat dihitung dari persamaan 0
'7.2a(
%arena saat tanah #enuh '4 , 1( dan e , w6s! maka0
'7.2b(
/erat volume kering 'd( setelah pemadatan pada kadar air w dengan kadar udara 'air $ontent(! A 'A , )a-) , volume udara-volume total( dapat dihitung dengan persamaan0
'7.3(
5ubungan berat volume kering pada kadar udara tertentu dengan kadar air! dari hasil u#i 4tandar Pro$tor dan Pro$tor dimodi&ikasi untuk tanah dengan berat #enis 6s, !<> ditun#ukkan dalam 6ambar 7.3. Untuk menentukan variasi kadar air wdengan ?av! maka dilakukan $ara sebagai berikut0 '1( Tentukan berat #enis tanah '6s( dari u#i laboratorium. '( Pilihlah beberapa kadar air 'w( tertentu! misalnya >@! 18@! 1>@ dan seterusnya. '2( 5itung ?av untuk beberapa nilai kadar air 'w( dengan menggunakan Persamaan '7.(atau '7.2(.
Pada tipe pengu#ian Pro$tor dimodi&ikasi 'modi&ied Pro$tor(! mould yang digunakan masih tetap sama! hanya berat penumbuknya diganti dengan 3!>3 kg '18 lb( dengan tinggi #atuh penumbuk 3> $m '1=(. Pada pengu#ian ini! tanah di dalam mould ditumbuk dalam > lapisan. 5asil pengu#ian tipe Pro$tor dimodi&ikasi ditun#ukkan dalam 6ambar 7.3! yaitu gra&ik yang di bagian atas! sedangkan hasil u#i pemadatan standar Pro$tor berada di bawahnya. Dari gambar ini terlihat bahwa hasil pengu#ian Pro$tor dimodi&ikasi menghasilkan nilai berat volume kering maksimum yang lebih besar! karena usaha pemadatannya lebih besar! sedangkan kadar air optimum lebih ke$il pada pengu#ian Pro$tor dimodi&ikasi. %arena u#i laboratorium dimaksudkan untuk mensimulasikan kondisi lapangan! dan karena tipe alat pemadat di lapangan berbagai ma$am! maka beberapa tipe u#i laboratium dengan berbagai usaha pemadatan dibutuhkan. Tabel 7.1 menun#ukkan beberapa metoda u#i pemadatan di laboratorium yang telah digunakan. Perbedaan pokok dalam setiap metoda adalah #umlah energi yang diterapkan pada benda u#i! yaitu dengan menggunakan berat pemukul dan #umlah pukulan per lapisan yang berbeda.
Tabel 7.menun#ukkan kisaran nilai kadar air optimum dan berat volume kering maksimum untuk berbagai #enis tanah"tanah berlempung yang diperoleh dari u#i standar Pro$tor.
Tabel 7.%isaran berat volume kering maksimum dan kadar air optimum untuk tanah berlempung
*enis tanah empung empung berlanau empung
/erat volume kering! d'mak( 'kN-m2( 13!38 B 1
%adar air optimum! wopt '@( 8 B 28
1
1> B >
1C!<8 B 1!<8
= B 1>
berpasir
Tabel 7.2menun#ukkan petun#uk umum nilai"nilai kisaran berat volume kering maksimum 'kepadatan maksimum( dan kadar air optimum yang didasarkan pada klasi&ikasi AA45T! serta kiner#a tanah tersebut bila dipakai sebagai bahan timbunan '6regg! 1;<8(. Untuk u#i pemadatan Pro$tor dimodi&ikasi! karena usaha pemadatan bertambah! maka berat volume kering maksimum akan lebih besar sekitar 1< B 2 kN-m2! sedangkan kadar air optimum akan turun sekitar 2@.
Tabel 7.2 Petun#uk umum untuk pemilihan tanah untuk kiner#a timbunan yang diharapkan '6regg! 1;<8(
%lasi&i" kasi
A"1"a A"1"b A""3 A""> A""<
Deskripsi tanah visual
/erat volume kering maksimu m 'kN-m2(
%adar air optimu m '@(
Material granuler
1=!1 B !2
C"1>
Material granuler ber$ampur tanah
1C!2"1!
;"1=
Perkiraan kiner#a timbunan /aik sampai baik sekali 4edang sampai sangat baik
A""C A"2
Pasir dan pasir halus
1C!2"1=!1
;"1>
A"3
anau dan lanau berpasir
13!;"8!3
18"8
12!2"1>!C
8"2>
A">
anau dan lempung
4edang sampai baik /uruk sampai bagus Tidak memuaska
n
elastis A"<
anau" lempung
13!;"1=!=
18"28
A"C">
empung berlanau elasti$
12!2"1>!C
8"2>
13!1"1=!1
1>"28
A"C"<
empung
/uruk sampai bagus Tidak memuaska n /uruk sampai sedang
%emungkinan"kemungkinan yang dapat menyebabkan kesalahan dalam kurva hasil u#i pemadatan 'untuk sembarang usaha pemadatan( adalah0
1( Penggumpalan dari partikel kering. ( Air tidak ter$ampur merata dalam benda u#i. 2(
Tanah digunakan berkali"kali dalam pengu#ian. /eberapa ma$am tanah terpengaruh oleh pemadatan ulang. %arena itu! disarankan untuk menggunakan material segar dalam setiap benda u#i. Pemadatan ulang dapat menambah berat volume kering! sehingga mengurangi kadar air optimum.
3(
*umlah titik"titik untuk mende&inisikan kurva pemadatan se$ara tepat kurang. %adar air sebaiknya bervariasi sekitar 1!>@ di antara masing"masing benda u#i! dan harus men$akup kisaran kadar air optimum dan berat volume kering yang akan ter#adi. Umumnya! lima benda u#i $ukup mende&inisikan kurva pemadatan dengan baik.
>( Pondasi dasar mould tidak memenuhi syarat. <( )olume mould untuk u#i pemadatan tidak benar. C( Pemadat mekanik tidak se$ara akurat dikalibarsi. =( %esalahan dalam melakukan $ara pemukulan pada u#i pemadatan dengan tangan. ;( %adar air yang diambil tidak mewakili kadar air benda u#i se$ara keseluruhan.
>. aktor"&aktor yang Mempengaruhi 5asil Pemadatan Telah dipela#ari bahwa kadar air mempunyai pengaruh besar terhadap dera#at kepadatan yang dapat di$apai oleh tanah tertentu. 4elain kadar air! &aktor yang sangat mempengaruhi kepadatan adalah ma$am tanah dan energi pemadatan 'energi per volume satuan(. >.1 Pengaruh Ma$am Tanah Ma$am tanah! seperti distribusi ukuran butir! bentuk butiran! berat #enis dan ma$am mineral lempung yang terdapat dalam tanah sangat berpengaruh pada berat volume maksimum dan kadar air optimumnya. 6ambar 7.> memperlihatkan si&at"si&at khusus kurva pemadatan yang diperoleh dari beberapa ma$am tanah! yang diu#i menurut prosedur pemadatan A4TM D"<;=. /entuk kurva yang mendekati lon$eng! umumnya diperoleh pada tanah"tanah berlempung.
6ambar 7.
berkohesi sering dapat dipadatkan dengan baik di lapangan pada atau mendekati kadar air #enuhnya.
ee dan 4uedkamp '1;C( mempela#ari kurva"kurva pemadatan untuk 2> #enis tanah! hasilnya terdapat beberapa perbedaan bentuk kurva pemadatan. %urva tipe A '6ambar 7.C(! adalah kurva yang mempunyai satu pun$ak. Tipe / mempunyai bentuk seperti huru& 4pada arah mendatar. Tipe mempunyai dua pun$ak. %urva tipe / dan adalah kurva pemadatan yang dapat diperoleh pada tanah yang mempunyai batas $air '( kurang dari 28. %urva tipe D adalah kurva yang tidak mempunyai pun$ak. %urva atau D dapat ter#adi pada pemadatan tanah"tanah dengan batas $air '( lebih besar C8.
/erat volume kering maksimum yang diperoleh dari u#i laboratorium maupun lapangan biasanya bervariasi antara kN-m2 '138 lb-$u.&t( untuk tanah pasir gradasi baik dan sekitar 13 kN-m2 ';8 lb-$u.&t( untuk lempung berat 'heav y $lay(. %adar air optimum biasanya berkisar di antara 3@ untuk tanah granuler kasar dan sekitar = untuk tanah" tanah lempung berat. +oods '1;2=( mengklasi&ikasikan dan merata"ratakan da ta u#i pemadatan dari 12=2 ma$am tanah di hio! hasilnya seperti yang ditun#ukkan dalam 6ambar 7.=. %urva"kurva dengan kadar udara konstan untuk satu tanah tertentu dengan berat #enis 6s , !C diperlihatkan pula dalam gambar tersebut. Terlihat bahwa pun$ak" pun$ak dari kurva mendekati kurva #enuh air 'rongga udara nol( dan letaknya mendekati garis kadar udara >@. 4emua kurva hampir sama bentuknya. Pada pasir! umumnya kurva yang agak datar merupakan kurva untuk tanah bergradasi sempit 'seragam(! dan kurva yang lan$ip merupakan tanah bergradasi baik. 5al ini diilustrasikan dalam 6ambar 7.;! yaitu untuk dua ma$am tanah pasir yang tak berkohesi. 4eperti yang telah ditun#ukkan dalam 6ambar 7.
>. Pengaruh Usaha Pemadatan %enaikan berat volume kering oleh pemadatan! bergantung terutama pada kadar air tanah dan usaha pemadatan yang diterapkan. Pada suatu usaha pemadatan tertentu! untuk setiap #enis tanah terdapat satu kadar air optimum! di mana berat volume kering tanahnya
maksimum. Dengan kadar air tertentu! kenaikan usaha pemadatan menghasilkan susunan partikel yang lebih rapat dan kenaikan berat volume kering! sedemikian hingga volume udara yang tinggal di dalam rongga pori berkurang pada suatu nilai tertentu! dan pemadatan selan#utnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanah yang berarti. *ika usaha pemadatan per volume satuan 'E( berubah! maka bentuk kurva hubungan kadar air terhadap berat volume kering #uga berubah. Pada 6ambar 7.18diperlihatkan hasil u#i pemadatan tanah lempung berpasir dengan moulddari standard Pro$tor. *umlah lapisan pada saat pemadatan di dalam mouldsama! yaitu 2 lapisan! akan tetapi #umlah pukulan pada tiap lapisan dibedakan! yaitu antara 8 sampai >8 kali pukulan. /esarnya energi pemadatan dihitung dengan menggunakan Persamaan '7.>( dan hasilnya diperlihatkan dalam Tabel 7.3. Dari Tabel 7.3 dan 6ambar 7.18dapat disimpulkan bahwa0 '1( *ika energi pemadatan ditambah! berat volume kering tanah #uga bertambah. '( *ika energi pemadatan ditambah! kadar air optimum berkurang. %edua hal tersebut berlaku untuk hampir semua #enis tanah. Namun harus diperhatikan bahwa dera#at kepadatan tidak se$ara langsung proporsional dengan energi pemadatan.
Tabel 7.35itungan energi pemadatan No. kurva pada 6ambar 7.18
*umlah pukulan per lapisan 'Nb(
Energi pemadatan '&t"lb-&t2(
1 2 3
8 > 28 >8
;;88 12C> 13=>8 3C>8
atatan0 1 &t"lb-&t2 , 3C!;; *-m2. <. Tipe"tipe alat Pemadat di lapangan Di lapangan! tanah dipadatkan dengan memberikan energi dalam tiga $ara yang dikaitkan dengan lamanya tegangan yang diterapkan0
1(
Tekanan atau penggilasan 'rolling(.
(
Tumbukan 'ramming(.
2(
6etaran 'vibration(.
Tipe"tipe mesin pemadat yang tersedia adalah0 1(
Penggilas0 roda halus 'smooth wheel(! kaki kambing 'sheeps &oot(! ban karet 'pneumatik"tyred( dan sebagainya.
(
Tumbukan0 pemberat di#atuhkan 'termasuk peralatan tiang(! tipe pembakaran internal dan tipe pneumatik.
2(
6etaran0 tipe hidrolik dan tipe pemberat tak seimbang.
Pembangunan dari suatu struktur dari urugan tanah umumnya terdiri dari dua operasi terpisah0
1(
Penghamparan dan perataan lapisan tanah.
(
Proses pemadatan.
Tanah yang akan digunakan untuk timbunan! umumnya digali dari lokasi pengambilan 'borrow area( dengan menggunakan alat"alat bulldo?er! shovel! dragline! s$raperdan lain"lain. %etika tanah dari lokasi pengambilan 'yang umumnya diangkut dengan dumptru$k( sampai di lokasi penimbunan! maka bulldo?er! loader! motor gradermenghamparkan material timbunan sesuai dengan ketebalan yang dikehendaki. %etebalan lapisan timbunan! dapat berkisar diantara 1>8 sampai >88 mm! bergantung pada ukuran dan tipe alat pemadat dan ukuran butiran maksimum tanah yang dipadatkan. %e$epatan operasi pemadatan biasanya merupakan tahap paling kritis! karena sering mengendalikan lamanya waktu penyelesaian suatu proyek tanah urug. leh karena itu! penggunaan mesin pemadat yang $o$ok men#adi hal yang sangat penting dalam
proyek urugan tanah. /eberapa ma$am tipe mesin pemadat atau penggilas spesial telah dikembangkan oleh banyak pabrik. /eberapa mesin pemadat diran$ang khusus untuk menangani ma$am tanah tertentu! sedang mesin yang lain $o$ok digunakan untuk segala #enis material urugan. Ma$am alat penggilas 'pemadat( yang akan dipakai bergantung pada tipe tanah yang akan dipadatkan. Penggilas drum halus atau roda drum 'smooth wheel! smooth drum roller( '6ambar 7.11( dapat memadatkan tanah 188@ di bawah rodanya! dengan tekanan kontak pada tanah sekitar 2=8 kPa dan dapat digunakan hampir untuk semua #enis tanah. Penggilas pneumatik atau penggilas ban karet 'pneumati$ tire roller( '6ambar 7.1( dapat menggilas =8@ dari total area yang tertutup oleh rodanya dan tekanan ban dapat men$apai C88 kPa. 4eperti penggilas drum halus! penggilas ban karet dapat digunakan pada tanah granuler dan kohesi& pada timbunan #alan raya atau pembangunan bendun gan. 4aat ini yang paling banyak dipakai adalah penggilas kaki kambing 'sheeps &oot roller( '6ambar 7.12(. 4eperti ter$ermin dalam namanya! pada drum dilengkapi dengan ton#olan"ton#olan atau kaki"kaki 'kambing( yang telapaknya berbentuk bulat atau persegi. uas telapak berkisar diantara 28 sampai =8 $m. %arena hanya = sampai 1@ dari luas keseluruhan tanah yang tertutup seluruh roda tertekan oleh ton#olan! maka tekanan pada tanah men#adi sangat tinggi! yaitu dapat berkisar diantara 1388 sampai C888 kPa 'bergantung pada ukuran roda dan air yang dapat diisikan ke dalam drum untuk menambah beratnya(. Penggilas kaki kambing dapat dioperasikan dengan ditarik oleh penggerak! maupun digerakkan oleh mesinnya sendiri. Penggilas kaki kambing memadatkan tanah di bawah dasar kakinya. Penggilas ini $o$ok untuk tanah"tanah kohesi&. Penggilas berkaki menon#ol yang lain adalah penggilas kaki kambing tipe merun$ing 'tamping &oot roller( '6ambar 7.13(. Pada penggilas ini! 38@ dari luas keseluruhan tanah yang tertutup roda tertekan. Tekanan kontak pada tanah berkisar diantara 1388 sampai =388 kPa bergantung pada ukuran roda dan pengisian air pada drum. %aki yang dilengkapi engsel dapat beker#a sebagai alat peremas tanah. Alat ini sangat baik untuk memadatkan tanah"tanah berbutir halus. Tipe alat pemadat yang lain! adalah mesin penggilas grid 'mesh atau grid roller( yang dapat memadatkan sampai 38@ area dengan tekanan pada roda 1388 sampai <88 kPa. Alat ini sangat ideal untuk memadatkan tanah"tanah berbatu! kerikil dan pasir. Dengan ke$epatan yang relati& tinggi! tanah digetarkan! dipe$ah dan ditumbuk. /eberapa alat penggilas drum halus dan kaki kambing dilengkapi dengan alat penggetar sehingga semakin e&isien bila digunakan untuk memadatkan tanah granuler.
Terdapat pula mesin penggilas ringan '6ambar 7.1>( dikendalikan dengan tangan dan pemadat ke$il dengan landasan yang berbentuk pelat bergetar. Alat ini digunakan pada lokasi"lokasi sempit! di mana mesin pemadat yang besar tidak dapat digunakan.
C. pemadatan di apangan
Terdapat banyak variabel yang mempengaruhi pemadatan getaran atau proses pemadatan tanah. /eberapa bergantung pada operator! dan yang lain bergantung pada kondisi tanah yang dipadatkan. )ariabel"variabel tersebut termasuk0
'1( %arakteristik mesin pemadat0 berat! ukuran! &rekuensi operasi dan kisaran &rekuensi. '( %arakteristik tanah0 kepadatan awal! ukuran butiran! bentuk! dan kadar air. '2( Prosedur pelaksanaan0 #umlah lintasan mesin penggilas! tebal lapisan yang dipadatkan! &rekuensi operasi vibrator! ke$epatan lintasan.
C.1 Pengaruh Tipe Mesin Pemadat
%arakteristik mesin pemadat mempengaruhi tingkat tegangan! kedalaman pengaruh dari gaya dinamik. 4elain itu kepadatan awal #uga sangat mempengaruhi kepadatan &inalnya. 4ebagai $ontoh! bagian atas setebal 28 $m dari pasir kepadatan sedang mungkin tidak pernah men#adi lebih padat dari kepadatan awalnya! sedang pasir padat akan men#adi longgar setebal 28 $m di bagian atasnya! bila digetarkan. 4ekali mesin pemadat telah dipilih! prosedur pelaksanaan yang dipilih akan sangat mempengaruhi hasilnya. %arakteristik mesin pemadat mempengaruhi tingkat tekanan dan kedalaman pengaruh gaya dinamik. 4elain itu! kepadatan awal tanah sebelum dipadatkan sangat berpengaruh pada hasil kepadatan akhirnya.
aktor"&aktor yang mempengaruhi kepadatan di lapangan sama dengan &aktor" &aktor yang mempengaruhi kepadatan di laboratorium. aktor yang lebih penting adalah kadar air tanah dan #umlah lintasan mesin pemadat yang digunakan. Penelitian telah dilakukan oleh 9oad 9esear$h aboratory '1;<=( untuk mempela#ari &aktor"&aktor yang mempengaruhi hasil kepadatan. Penelitian dilakukan dengan melakukan u#i pemadatan pada lima #enis tanah! yaitu dari mulai lempung berat 'heavy $lay( sampai tanah $ampuran lempung"pasir"kerikil. Distribusi ukuran butiran dari ke lima #enis tanah tersebut ditun#ukkan dalam 6ambar 7.1<. 5asil dari berat volume kering dan kadar air optimum yang diperoleh dari u#i laboratorium dan hasil pemadatan dari penggilasan dengan mesin pemadat ditun#ukkan dalam Tabel 7.>. Dari hasil pengu#ian dalam Tabel 7.> terlihat bahwa kiner#a mesin pemadat bergantung pada ma$am tanah! distribusi butiran dan kadar air. aktor"&aktor ini harus diperhitungkan dalam pemilihan mesin pemadat untuk peker#aan tertentu. 4e$ara umum! pemadat roda ba#a halus lebih $o$ok untuk batu pe$ah! inti keras! $ampuran kerikil"pasir yang distabilisasi se$ara mekanis. Penggilas roda karet $o$ok untuk pasir bergradasi seragam dan tanah"tanah berbutir halus kohesi& pada kadar air yang mendekati batas plastisnya. Penggilas kaki kambing 'sheep &oot roller( $o$ok untuk tanah berbutir halus kohesi& pada kadar air antara C B 1@ di bawah plastis limitnya '9oad 9esear$h aboratory! 1;<=(. /erat volume kering tanah berkurang dengan kedalamannya #ika tebal lapisan yang dipadatkan bertambah. Dengan alat pemadat normal! penurunan kepadatan ini tidak sangat besar bila tebal tanah dihamparkan sebelum dipadatkan tidak lebih dari 2 $m ';(! namun di atas tebal tersebut penurunan $ukup besar. Tabel 7.< menun#ukkan karakteristik pemadatan dan alat pemadat yang direkomendasikan 'M$arthy!1;CC(.
Tabel 7.>Perbandingan berat volume kering dan kadar air optimum yang diperoleh dari pemadatan dengan mesin pemadat dan u#i laboratorium '9oad 9esear$h aboratory! 1;<=("99 hal 1== Tipe tanah
empung berat
empung berlanau
empung berpasir
Asal
4taines! Middlese7
aboratory grounds
aboratory grounds
d'm ak(
wopt
d'm ak(
'@( 'kN-m 2( U#i pemadatan standar :nggris U#i Pro$tor dimodi&ikasi AA45 U#i pemadatan Dietert Penggilas drum halus !C> ton Penggilas drum halus = ton Penggilas ban karet Penggilas kaki kambing 'tipe kaki tongkat( Penggilas kaki kambing 'tipe kaki merun$ing persegi( Pemadat tangan 8!> ton
Tabel 7.<%arakteristik pemadatan dan alat pemadat yang direkomendasikan 'M$arthy! 1;CC( Bhal 218 Deskripsi #enis tanah Pasir dan $ampuran pasir" kerikil 'tidak mengandung lanau dan lempung( Pasir atau pasir" kerikil mengandung lanau
Pasir atau pasir" kerikil mengandung lempung
anau
empung
%lasi&ikasi sistem Uni&ied
4+! 4P! 6+! 6P
4M! 6M
4! 6
%arakteristik pemadatan
/aik
/aik
/aik sampai sedang
Alat pemadat yang direkomendasikan Penggilas drum dengan getaran! penggilas ban karet dengan getaran! penggilas ban karet pneumatik Penggilas drum dengan getaran! penggilas ban karet dengan getaran! penggilas ban karet pneumatik Penggilas ban karet pneumatik! penggilas ban karet dengan getaran! penggilas kaki kambing dengan getaran Penggilas ban karet pneumatik!
M
/aik sampai buruk
penggilas ban karet dengan getaran!
/aik sampai sedang
penggilas kaki kambing dengan getaran Penggilas ban karet
pneumatik! penggilas ban karet dengan getaran! 5 4edang sampai buruk
penggilas kaki kambing dengan getaran! penggilas tipe kaki kambing. Penggilas ban karet pneumatik!
Tanah organi$
! 5! PT
Tidak direkomendasikan penggilas kaki untuk tanah urug kambing dengan struktural getaran dan pengilas ban karet
C. 4pesi&ikasi Pemadatan Tanah di apangan
Tu#uan pemadatan adalah untuk memperoleh stabilitas tanah dan memperbaiki si&at"si&at teknisnya. leh karena itu! si&at teknis timbunan sangat penting diperhatikan! tidak hanya kadar air dan berat volume keringnya. 5al ini sering diabaikan dalam pengontrolan peker#aan tanah. Penekanan umumnya diletakan pada pen$apaian berat volume kering minimum yang harus di$apai! dan sedikit sa#a yang pertimbangan diberikan pada si&at"si&at teknis tanah urug yang akan dipadatkan. /erat volume kering dan kadar air mempunyai hubungan yang baik dengan si&at"si&at teknis tanah! dan karena itu dipakai sebagai parameter pengontrol peker#aan pemadatan. Prosedur pelaksanaan di lapangan pada umumnya! diterangkan di bawah ini. Per$obaan di laboratorium dilaksanakan pada $ontoh tanah yang diambil dari borrow"material 'lokasi pengambilan bahan timbunan(! untuk ditentukan si&at"si&at tanah yang akan dipakai dalam peren$anaan. Untuk proyek"proyek besar! tanah dari tempat pengambilan bahan timbunan ini diambil yang dapat mewakili! yang se$ara tipikal diambil setiap 1888 sampai 2888 m2 atau lebih! atau #ika material di tempat pengambilan berubah se$ara signi&ikan '5olt? dan %ova$s! 1;=1(. 4esudah bangunan dari tanah 'tanggul! #alan! dan sebagainya( diren$anakan! spesi&ikasi dibuat. Pengu#ian untuk kontrol hasil pemadatan di lapangan dispesi&ikasikan dan hasilnya men#adi standar untuk pengontrolan proyek. Terdapat dua kategori spesi&ikasi untuk peker#aan tanah 0 1( 4pesi&ikasi hasil akhir dari pemadatan. ( 4pesi&ikasi untuk $ara pemadatan. Untuk spesi&ikasi hasil akhir! kepadatan relati& atau persen kepadatan tertentu dispesi&ikasikan. %epadatan relati& '9$( adalah nilai banding dari berat volume kering di lapangan! d'lap( dengan berat volume kering maksimum di laboratorium d'lab( menurut per$obaan standar! seperti per$obaan standar Pro$tor atau Pro$tor dimodi&ikasi. *adi! kepadatan relati& dide&inisikan sebagai0
Dalam spesi&ikasi hasil akhir 'banyak digunakan pada proyek"proyek #alan raya dan &ondasi bangunan(! sepan#ang kontraktor mampu men$apai spesi&ikasi kepadatan relati&nya! alat maupun $ara apa sa#a yang akan digunakan! dii?inkan. Pertimbangan ekonomis dalam memperoleh hasil pemadatan! diilustrasikan oleh 4eed '1;<3( seperti yang ditun#ukkan dalam '6ambar 7.1C(. 6ambar tersebut memperlihatkan 2 ma$am kurva dari hasil pemadatan di lapangan pada tanah yang sama! hanya dengan usaha pemadatan yang berbeda. Anggaplah kurva A mewakili kurva pemadatan yang diperoleh dari alat pemadat yang telah ada. %emudian untuk memperoleh! misalnya ;8@ dari kepadatan maksimal 'dmak(! kadar air tanah yang akan dipadatkan harus diantara kadar air w1dan w. 9entang kadar air dari w1 sampai wini diperoleh dengan menarik garis horisontal ;8@ kali dmak pada kurva A. *ika kadar air tanah yang akan dipadatkan melampaui rentang kadar air w1 sampai w!maka sangat sulit memperoleh hasil kepadatan yang diinginkan. Pada kondisi ini tanah harus dikeringkan dulu sebelum dipadatkan. Usaha yang paling ekonomis adalah bila kadar air pada w2. Pada kadar air w2ini usaha pemadatan untuk ter$apainya ;8@ dari kepadatan maksimum yang diinginkan paling ke$il 'hasil pemadatan diwakili oleh kurva (. Umumnya pemadatan di lapangan dilakukan dengan sedikit meninggikan usaha pemadatan sehingga hasilnya seperti kurva /. *adi! rentang kadar air untuk pemadatan di lapangan yang paling baik adalah diantara kadar air optimum 'wopt( kurva A dan w2.
Perlu diingat bahwa memadatkan tanah pada sisi basah optimum 'wet side o& optimum(! umumnya menghasilkan kuat geser tanah hasil pemadatan lebih rendah dibandingkan dengan kadar air pada sisi kering optimum 'dry side o& optimum(. 4i&at"si&at tanah yang lain! seperti permeabilitas dan potensi kembang susut #uga dipengaruhi oleh kadar air saat pemadatan. %arena itu! selain persen kepadatan ditentukan! rentang kadar air tanah yang akan dipadatkan sebaiknya #uga ditentukan. Dalam metoda spesi&ikasi $ara pemadatan! ma$am dan berat mesin pemadat! #umlah lintasan serta ketebalan tiap lapisan ditentukan. 4elain itu! ukuran butiran maksimum sering pula dispesi&ikasikan. 5al ini banyak dipakai untuk proyek peker#aan tanah yang besar seperti bendungan tanah. Di lapangan hasil peker#aan pemadatan dispesi&ikasikan menurut kepadatan maksimum yang telah ditentukan sebelumnya. Ahli mekanika tanah menyiapkan peran$angan proyek yang di dalamya menyangkut spesi&ikasi kepadatan tanah yang harus di$apai di lapangan. Umumnya! u#i standar Pro$tor digunakan sebagai a$uan. %adang" kadang! u#i Pro$tor dimodi&ikasi #uga digunakan! terutama bila timbunan digunakan untuk mendukung bangunan"bangunan yang berat.
4pesi&ikasi untuk pemadatan lapangan harus mende&inisikan tipe u#i laboratorium yang akan digunakan sebagai a$uan! dan dera#at kepadatan yang disyaratkan! misalnya kepadatan atau berat volume kering minimum yang harus di$apai di lapangan ;>@ kepadatan standar Pro$tor. 4pesi&ikasi #uga harus menyebutkan dengan #elas prosedur u#i pemadatan yang harus dia$u! misalnya A4TM! AA45T atau yang lain. 6ambar 7.2 dan 7.3 yang akan dipela#ari dalam /ab 7.18 memberikan salah satu metoda untuk pemilihan tingkat kepadatan untuk perkerasan dengan volume lalu lintas tinggi. Namun! dalam hal menemui kondisi pembebanan atau tipe tanah yang khusus! maka u#i $oba pemadatan di laboratorium atau di lapangan '&ield trial( mungkin dibutuhkan untuk menentukan spesi&ikasi pemadatan yang $o$ok. %adar air saat saat pemadatan! umumnya berkisar di antara 1 atau @ dari kadar air optimum hasil u#i laboratorium. 5al ini adalah untuk kemudahan peker#aan dan antisipasi variasi kadar air yang ter#adi di lapangan. Namun! untuk proyek"proyek tertentu! ada pula yang menspesi&ikasikan kisaran kadar air pada kondisi basah atau kering optimum. rekuensi dan prosedur untuk menge$ek kepadatan dan kadar air di lapangan #uga dispesi&ikasikan! misalnya penge$ekan dilakukan dengan u#i keru$ut pasir 'sand $one( atau yang lain. NA)A DM"C. '1;=( memberikan petun#uk pelaksanaan pada #umlah u#i kontrol kepadatan di lapangan yang sebaiknya dilakukan pada berbagai ma$am tipe proyek sebagai beriku0 1( 4atu pengu#ian untuk setiap 2=8 m2 '>88 yd2( material timbunan yang dihamparkan. ( 4atu pengu#ian untuk setiap 2=8 B C=8 m2 '>88 B 1888 yd2( material untuk peker#aan perlindungan permukaan 'lining( saluran atau waduk atau bagian urugan yang relati& tipis yang lain. 2(
4atu pengu#ian untuk setiap C> B 1>8 m2 '188 B 88 yd2( untuk urugan pada parit atau di sekitar struktur! bergantung pada volume total dari material yang terkait.
3(
Paling tidak satu pengu#ian untuk setiap satu lapisan penuh pada operasi peker#aan tanah.
>( 4atu pengu#ian yang dilakukan kapan sa#a! bila terdapat suatu dugaan tentang adanya perubahan kualitas kontrol dari kadar air atau e&ektivitas kepadatan.
Terdapat banyak petun#uk pelaksanaan terkait dengan #umlah pengu#ian kepadatan lapangan yang harus dilakukan. 4ebagai $ontoh! 9oad 9esear$h aboratory '1;<=( menyarankan melakukan u#i kepadatan pada setiap luasan dipadatkan =2< m '1888 yd(. Pelaksana yang akan melakukan pengu#ian kepadatan di lapangan dispesi&ikasikan 'pemilik! kontraktor atau &ihak ke tiga(.
#uga harus
Tebal tanah urug yang dipadatkan! apakah sebelum atau sesudah dipadatkan #uga harus dispesi&ikasikan 'umumnya dispesi&ikasikan tebal tanah urug longgar sebelum dipadatkan sekitar 8 B 28 $m(. %e$uali itu! dispesi&ikasikan pula0
1(
Ma$am tanah timbunan.
(
Dera#at kepadatan minimum di lapangan yang harus di$apai
2(
Energi pemadatan 'tipe dan ukuran mesin pemadat dan #umlah lintasan(.
3(
%eahlian kontraktor dalam men#aga kadar air supaya tetap.
5anya sayangnya! parameter"parameter di atas belum dapat diketahui ketika spesi&ikasi peker#aan dibuat. Tebal hamparan material yang dipadatkan dapat menyebabkan perbedaan kepadatan! yaitu kepadatan yang tinggi di dekat permukaan dan semakin berkurang di bagian bawahnya. Di lain &ihak! kontraktor ingin memadatkan tanah se$epat mungkin agar peker#aan $epat dan hemat. 4uatu syarat yang #uga dapat ditetapkan adalah tebal maksimum tanah setelah dipadatkan! misalnya 1> $m. Tebal tanah dipadatkan yang lebih besar dapat pula diusulkan! asalkan kontraktor dapat membuktikan bahwa dengan alat pemadat dan $ara penghamparan yang digunakan! seluruh tebal tanah hamparan dapat men$apai kepadatan yang disyaratkan. 4yarat yang paling penting adalah bahwa kepadatan minimum di lapangan 'misalnya diukur dengan metoda u#i keru$ut pasir( pada bagian bawah dapat di$apai. 5al ini harus dimonitor dari mulai peker#aan pemadatan awal! hingga akhirnya.
C.2 )ariasi %epadatan 5asil Pemadatan
%epadatan tanah hasil pengukuran akan bervariasi dari tempat ke tempat! walaupun mungkin pada area yang ke$il. )ariasi ini! sebagian adalah akibat perbedaan kepadatan yang dihasilkan oleh alat pemadat! perbedaan ke$il #enis tanah atau kadar air! dan sebagian lagi! oleh kesalahan dalam pengukuran kepadatan yang menggunakan alat tertentu. *ika pengontrolan kepadatan dilakukan dengan pengukuran berat volumenya! maka pengontrolan harus tidak didasarkan hanya pada satu kali pengu#ian. 4e#umlah pengu#ian harus dilakukan! dan hasilnya dianalisis dengan menggunakan metoda statistik untuk menentukan deviasi standar dan batas"batas dari nilai rata"ratanya. Untuk analisis disarankan menggunakan 18 data hasil pengu#ian kepadatan. 4atu pengukuran dibuat untuk setiap =2< m '1888 yd( tanah hamparan timbunan '9oad 9esear$h aboratory! 1;<=(. *umlah data pengukuran yang diperlukan dalam dianalisis ini! bergantung pada si&at dari peker#aan dan d era#at akurasi dari hasil yang disyaratkan. Untuk kebanyakan klasi&ikasi peker#aan! deviasi standar yang dii#inkan adalah 8!C; kN-m2 untuk tanah berbutir halus! dan 1!>C kN-m2 untuk tanah berbutir kasar! dan berat volume kering rata"rata harus sama atau melebihi berat volume kering yang disyaratkan '9oad 9esear$h aboratory! 1;<=(.
C.3 Per$obaan Pemadatan di apangan
Area per$obaan di lapangan sekitar 1= m 7 12!> m disiapkan pada lokasi peker#aan! di mana tanah pada bagian atasnya telah disingkirkan. Material tanah urug yang digunakan! dihamparkan di area tersebut dan dibagi dalam 2 la#ur yang lebarnya masing" masing 3!> m. %edalaman material sebelum dipadatkan dalam satu la#ur divariasikan sesuai dengan tebal yang akan diteliti. Dalam u#i $oba! kisaran tebal material sebelum dipadatkan 1> B 3> $m. Pada umumnya! tidak diperlukan penyesuaian kadar air dari material timbunan 'yang mungkin ada perbedaan sedikit kadar air(! dan material timbunan sebaiknya diu#i pada kadar air asli lapangan. Area yang diu#i! kemudian dipadatkan dengan mesin pemadat yang telah ditentukan 'dipilih( dan berat volume kering rata"rata di seluruh kedalaman pada setiap la#ur diukur setelah ! 3 dan = lintasan untuk semua tipe alat pemadat! ke$uali untuk pemadat kaki
kambing 'sheep &oot roller(! di mana pengukuran berat volume kering dilakukan setelah 3! = dan 1< lintasan. Penge$ekan berat volume kering ' d( dapat dilakukan dengan menggunakan salah satu metoda! balon karet atau keru$ut pasir! dipilih mana yang $o$ok! dan sebaiknya kadat air diambil dari nilai rata"rata > pengukuran untuk setiap kondisi tanah. Prosedur ini harus diulang! #ika mungkin! pada dua nilai kadar air. %adar air yang disarankan adalah kadar air optimum yang dihasilkan dari u#i pemadatan standar! dan satu nilai kadar air di tengah"tengah antara nilai kadar air optimum dan kadar air asli dari tanah di lapangan. *ika kadar air asli dari material di lapangan sama dengan kadar air optimum! maka disarankan untuk melakukan u#i tambahan pada kadar air 2@ pada sisi lebih kering! dan sisi lebih basah dari nilai kadar air optimum. Per$obaan"per$obaan ini harus dilakukan pada material segar yang telah diletakkan pada area di sekitar area per$obaan! di mana tanah asli bagian atasnya sudah dibersihkan sebelumnya. Prosedur pengu#ian di atas diuraikan se$ara detail! tapi prosedurnya dapat diperpendek dari hasil pengalaman. Trial ini akan membutuhkan waktu sekitar satu minggu! dan dapat dilakukan segera setelah alat"alat pemadat didatangkan ke lapangan! yaitu ketika peker#aan pembersihan sedang berlangsung. Dengan $ara ini! per$obaan pemadatan dapat diselesaikan sebelum peker#aan utama dilakukan. Dari hasil"hasil per$obaan tersebut! dapat ditentukan prosedur yang paling ekonomis dalam memperoleh dera#at kepadatan yang disyaratkann. C.> Pengaruh *umlah intasan Pengaruh #umlah lintasan mesin penggilas dan ke$epatan penarik 'towing speed( pada mesin pemadat CC88 kg pada tanah lempung berbatas $air tinggi dan pasir gradasi baik diperlihatkan dalam 6ambar 7.1=. Terlihat bahwa kepadatan tanah bertambah oleh kenaikan #umlah lintasan sampai pada suatu titik tertentu. Pada gambar tersebut diperlihatkan kurva hasil pemadatan untuk ke$epatan lintasan 8!C>! 1!> dan !> mph.
Pengaruh #umlah lintasan terhadap ketebalan hamparan tanah yang dipadatkan diilustrasikan pada 6ambar 7.1;'DFAppolonia! et al.! 1;<;(. Mesin pemadat dengan berat > 5? dengan tebal tanah 'pasir dune :ndiana utara( yang dipadatkan 38 $m. %erapatan relati& 'Dr( awal pasir adalah >8 sampai <8@. U#i pemadatan di lapangan dilakukan pada lubang u#i 'test pit( sebelum dan sesudah pemadatan. Perhatikan kepadatan tanah ' d( bervariasi dengan kedalamannya. Pada 1> $m bagian atas tanah melonggar akibat vibrasi! sedang tanah men$apai kepadatan maksimal 'untuk lintasan tertentu( pada kedalaman sekitar 3> $m. 4aat lintasan mesin
pemadat melebihi dari > lintasan! tidak ada kenaikan kepadatan ' d( yang berarti. ara menentukan tebal lapisan yang memenuhi kerapatan relati& 'Dr( tertentu $aranya adalah sebagai berikut 'DFAppolonia! et al.! 1;<;(0 Misalnya pada hasil u#i pemadatan di lapangan pada pasir dune :ndiana untuk > kali lintasan mesin pemadat diperoleh hasil kurva kerapatan relati& terhadap kedalaman seperti pada 6ambar 7.8a. Diinginkan hasil kerapatan relati& tanah minimum 'Dr( minimum C>@. Untuk itu! gambarkan beberapa kurva yang sama pada kertas transparan! dan impitkan hingga membentuk seperti 6ambar 7.8b. Dari sini dapat ditentukan tebal lapisan tanah dipadatkan yang dapat memenuhi syarat Dr minimum C>@ adalah 3> $m. +alaupun! sebenarnya tebal lapisan dapat ditambah! karena saat pemadatan tanah di bagian atas! tanah di bawahnya #uga akan ikut memadat.
=. pengukuran %epadatan di apangan
Metoda yang umum digunakan untuk mengukur atau memeriksa kepadatan tanah di lapangan adalah dengan mengukur berat volume kering tanah di tempat. 4eperti telah dipela#ari! hal ini karena nilai berat volume kering pada umumnya tidak berubah oleh akibat perubahan kadar air! misalnya kenaikan kadar air o leh akibat hu#an. %epadatan di tempat menun#ukkan berat nilai berat volume kering dalam kondisi tak terganggu di tempat tersebut. Pada proyek"proyek tanah urug! umumnya pengukuran kepadatan di tempat ini dilakukan untuk menge$ek hasil pemadatan yang telah dilakukan. Pengukuran kepadatan di tempat yang dilakukan pada tempat pengambilan bahan timbunan 'borrow area(! dimaksudkan untuk mengetahui volume susut atau melonggarnya tanah yang akan ter#adi! ketika tanah tersebut diangkut menu#u ke lokasi proyek. Untuk tanah"tanah berbutir kasar! umumnya nilai berat volume kering setelah dipadatkan lebih besar dibandingkan dengan tanah"tanah berbutir halus. Ada dua ma$am $ara untuk mengontrol kepadatan tanah di lapangan! yaitu dengan pemindahan tanah dan $ara langsung. ara dengan pemindahan tanah adalah sebagai berkut0 '1( Digali lubang pada permukaan tanah timbunan yang dipadatkan. '( Ditentukan kadar airnya. '2( Diukur volume dari tanah yang digali. ara yang biasa dipakai untuk ini adalah
metoda keru$ut pasir 'sand $one( dan balon karet 'rubber baloon(. Dalam $ara keru$ut pasir! pasir kering yang telah diketahui berat volumenya dituangkan ke luar lewat keru$ut pengukuran ke dalam lubang di permukaan tanah. )olume lubang dapat ditentukan dari berat pasir di dalam lubang dan berat volume keringnya. Dalam $ara balon karet! volume ditentukan se$ara langsung dari pengembangan balon yang mengisi lubang galian. '3( Dihitung berat volume basah 'gb(. %arena berat dari tanah yang digali dapat ditentukan dan volumenya telah diperoleh dari butir '2(! maka gbdapat ditentukan. Dengan kadar air yang telah ditentukan di laboratorium! berat volume kering di lapangan dapat ditentukan. '>( /andingkan berat volume kering lapangan dengan berat volume kering maksimumnya! kemudian hitung kepadatan relati&nya. Pengukuran kepadatan tanah di lapangan dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai metoda. Di bawah ini akan dibahas metoda"metoda keru$ut pasir! balon karet dan nuklir.
=.1 Metoda %eru$ut Pasir '4and one Method(
Dalam $ara ini digunakan pasir untuk mengukur volume lubang di permukaan tanah yang dibuat pada lokasi pengu#ian. %epadatan di lapangan dinyatakan oleh berat tanah kering dibagi dengan volume lubang yang digali. /erat tanah ditentukan se$ara langsung dengan menimbang tanah yang digali dari lubang. %adar air dapat ditentukan setelah diperoleh berat basah dan berat kering oven tanah tergali. Alat keru$ut pasir! seperti namanya! terdiri dari $orong berbentuk keru$ut yang dipasang pada mulut botol yang berisi pasir '6ambar 7.1a(. )olume tanah yang digali dari lubang u#i! ditentukan dengan $ara menimbang pasir 'yang awalnya berada di dalam botol( yang mengisi lubang u#i. Pasir yang digunakan adalah pasir kering! dapat mengalir dengan bebas! bergradasi seragam di mana berat volumenya telah diketahui. Pasir yang digunakan! umumnya pasir ttawa dengan berat volume sekitar 188 lb-$u.&t '1< kN-m2(. *ika berat pasir yang mengisi lubang dapat diperoleh! maka dengan mudah volume lubang dapat diketahui. ubang u#i yang dibuat umumnya berdiamater sekitar 1> $m dan kedalaman 1> $m. Prosedur detail mengenai u#i keru$ut pasir ini dapat dilihat dalam A4TM D"1>><.
=. Metoda balon karet 'rubber balloon method(
4eperti halnya pada metoda keru$ut pasir! metoda balon karet pada prinsipnya #uga mengukur volume lubang u#i. /erat tanah yang digali ditimbang langsung di lapangan! dan kadar air diperoleh dari menimbang tanah dalam kondisi basah dan kering oven. Alat u#i terdiri dari air yang mengisi silinder ka$a vertikal 'gelas ukur( yang mempunyai bukaan di bagian bawah! di mana membran dari karet dapat menggelembung mengisi lubang '6ambar 7.1b(. Tanda"tanda dalam silinder ka$a digunakan untuk mengukur volume air yang mengisi lubang u#i. Pengisian lubang u#i dengan air! dilakukan dengan menekan pompa tangan. Tekanan atmos&er dari luar memaksa air dan balon kembali masuk ke dalam silinder! dan alat siap digunakan pad a pengu#ian lokasi lain. Alat balon karet tersedia dalam berbagai ukuran. Ukuran yang paling ke$il dapat mengukur lubang berdiameter sekitar 18 $m dengan kedalaman 1> $m. Alat yang lebih besar digunakan untuk lubang u#i yang lebih besar. Prosedur u#i balon karet ini dapat dilihat dalam A4TM D"1
=.2 Metoda Nuklir
Pengukur kepadatan tanah dengan metoda nuklir telah banyak digunakan untuk mengukur kepadatan tanah di lapangan. 5asil kepadatan tanah di lapangan dapat diperoleh dengan $epat. Elemen utama alat pengukur kepadatan adalah sumber nuklir yang meman$arkan sinar gamma 'gamma rays(! detektor untuk menangkap sinar gamma atau photon yang melewati tanah yang diu#i! dan alat penghitung untuk menentukan ke$epatan sinar gamma untuk men$apai detektor '6ambar 7.1$(. %etika alat ini digunakan! sinar gamma menembus tanah! di mana sebagian terserap tanah! dan sebagian lagi men$apai detektor dengan tranmisi langsung. *umlah dari radiasi gamma yang men$apai detektor berbanding terbalik se$ara proporsional dengan kepadatan tanah. %epadatan ditentukan dengan menggunakan ke$epatan sinar yang diterima detektor dan dengan mengkaitkan pemba$aan ini dengan pemba$aan kalibrasi yang telah dibuat pada material yang telah diketahui kepadatannya. %urva kalibrasi diberika oleh pabrik alat. %epadatan yang yang diperoleh adalah kepadatan total atau berat volume basah.
%elembaban atau kadar air diperoleh dari hitungan thermal neutrons. Partikel al&a yang diemisikan dari sumber ameri$ium atau radium menyerang target beryllium. 4erangan ini menyebabkan beryllium mengemisikan neutron"neutron $epat '&ast neutrons(. Neutron $epat ini kehilangan ke$epatannya! #ika menabrak atom hidrogen dalam molekul air. 5asil neutron berke$epatan rendah ini adalah thermal neutrons. 5asil kadar air yang diberikan adalah sebagai berat air per satuan volume. /erat volume kering diperoleh dengan mengurangkan berat volume basah dengan berat air persatuan volume ini. Dengan metoda ini! pada penentuan kadar air! kesalahan signi&ikan dapat ter#adi bila tanah mengandung besi! boron atau $admium. :n&ormasi detail mengenai penggunaan alat ini dapat dilihat dalam A4TM D";.
=.3 Metoda Pemotong :nti 'ore utter Method(
Dalam $ara ini suatu pemotong berupa tabung diameter dalam 18 $m '3 in.( dan tinggi 1!> $m '> in.( dipukulkan ke dalam tanah '6ambar ;.1<(. Pemotong yang telah berisi tanah! kemudian dikeluarkan dari tanah dengan $ara digali. Tanah yang terambil dalam pemotong diratakan sehingga permukaannya rata dengan permukaan tabung. Dengan $ara ini! volume tanah yang terambil dalam tabung pemotong sama dengan volume tabung. %adar air ditentukan dengan mengambil tanah dalam tabung pemotong. Dari berat! volume tanah dalam tabung! serta kadar air! maka berat volume kering tanah dapat ditentukan. Penelitian yang dilakukan untuk mengetahui &aktor"&aktor yang mempengaruhi ketelitian hasil pengukuran di lapangan telah dilaporkan oleh 9oad 9esear$h aboratory '1;<=(. Tabel ;.2 menun#ukkan pengaruh tebal dinding silinder pemotong berdiameter 18 $m '3 in.( dan tinggi 1!> $m '> in.( terhadap hasil pengukuran yang dilakukan di dua lokasi. 5asil dalam tabel tersebut menun#ukkan bahwa pemotong yang tipis menghasilkan berat volume kering yang lebih tinggi. 5al ini akibat dari kompresi tanah yang disebabkan oleh masuknya pemotong ke dalam tanah menyebabkan tanah mengembang. %arena itu! untuk pengukuran yang lebih akurat! maka sebaiknya digunakan silinder pemotong yang tipis. 5asil berat volume kering terukur yang tidak begitu berbeda diperoleh pada pemotong dengan diameter silinder bagian dalam berbeda dari 18 $m dan 1> $m dengan tebal dinding 1-= in. 5asil ini menun#ukkan bahwa hasil yang lebih baik tidak dapat diperoleh dari penggantian pemotong dari diameter bagian dalam 18 $m men#adi 1> $m.
Tabel ;.2Pengaruh tebal dinding silinder pemotong terhadap berat volume kering terukur '9oad 9esear$h aboratory! 1;<=( Tebal dinding 'in.( G
=.> Perbandingan 5asil Pengukuran %epadatan dari /eberapa Metoda
*ika alat pengukur kepadatan digunakan dalam tanah"tanah berbutir halus yang berkohesi! di mana seluruh metoda $o$ok digunakan! metoda pemotong inti 'dimeter 18 $m dengan tebal dinding silinder 2 mm( menghasilkan nilai yang baik! sedang hasil kepadatan dari u#i keru$ut pasir lebih ke$il sekitar @. Perbedaan ini kemungkinan adalah akibat dari $orong dari botol pasir menon#ol dari permukaan. Metoda balon karet menun#ukkan hasil yang kurang baik! karena menggelembungnya balon sering tidak mengisi seluruh dinding lubang u#i yang dibuat! sehingga keberhasilan pengukuran kepadatan bergantung pada tekanan udara yang menekan air dalam balon! namun hal ini sulit dikontrol. %euntungan dan kerugian dari metoda yang dipakai ditun#ukkan dalam Tabel 7.C.
Tabel 7.C%euntungan dan kerugian pemakaian empat metoda pengukuran kepadatan
Metoda %eru$ut pasir
%euntungan Dapat digunakan pada sebarang #enis tanah.
%erugian Pengukuran lambat.
5asilnya kurang akurat! akibat balon tidak sepenuhnya mengisi dinding lubang. /alon karet
Nuklir
Pemotong inti
Pengukuran $epat.
Pengukuran $epat.
Murah dan $epat
%etika voleme diukur! tanah tidak dii#inkan kering. 4uku $adang balon sulit diperoleh. perator perlu serti&ikasi bahaya nuklir. Angka yang terba$a pada alat! sering berubah"ubah. U#ung pemotong sering rusak! sehingga perlu dirun$ingkan se$ara rutin. 5asil terbaik digunakan tanah"tanah kohesi& tidak dapat digunakan tanah berkerikil atau granuler.
dalam lunak! dalam tanah
=.< Masalah Dalam Pengukuran %epadatan di apangan
Terdapat beberapa maslah dalam penentuan kepadatan tanah di lapangan. Pertama! berat volume kering maksimum yang diperoleh dari u#i laboratorium tidak dapat diketahui se$ara tepat. 4uatu hal yang tidak mungkin untuk dilakukan adalah melakukan pengu#ian pada benda"u#i pemadatan yang benar"benar mewakili kondisi di tempat pengambilan bahan pengambilan! misalnya untuk proyek pembangunan #alan raya. Padahal ketika dilakukan pengukuran kepadatan untuk pengendalian kualitas peker#aan di lapangan! hasil pengu#ian laboratorium tersebut akan di#adikan a$uan. Alternati&nya! yaitu
dengan melakukan pengu#ian lengkap untuk setiap ma$am tanah di lapangan! namun ha ini akan mebutuhkan biaya dan waktu yang lama. Alternati& lain! yaitu dengan $ara melakukan pengu#ian pemadatan di laboratorium pada material di lapangan yang terlihat berbeda dengan tanah yang sebelumnya telah diu#i di laboratorium. aranya! tanah yang telah dipadatkan di lapangan diambil! lalu diu#i kepadatannya di laboratorium. 5asil u#i pemadatan ini! lalu di#adikan a$uan dalam pengukuran kepadatan relati& '9$( untuk tanah"tanah yang telah dipadatkan di lapangan yang se$ara visual terlihat se#enis. Masalah kedua dalam pengukuran kepadatan di lapangan adalah penentuan nilai kadar air membutuhkan waktu yang lama. 5al ini karena u#i kadar air harus dilakukan pada tanah yang dikeringkan dalam oven selama waktu yang ditentukan dalam prosedur A4TM. """" lihat hal 1>8 kova$
;. Pengaruh /erat Mesin pemadat dan bidang kontak roda Penggilas
Tegangan yang ter#adi di dalam tanah oleh melintasnya mesin pemadat akan menyebabkan tanah memadat. 6ambar 7. menun#ukkan distribusi tegangan di bawah satu roda dari empat mesin pemadat ban karet yang berbeda. Ukuran"ukuran dalam gambar adalah beban kotor! dan beban roda tunggal diperoleh dari beban kotor dibagi #umlah roda. Dalam $ontoh ini! beban roda bervariasi antara C!> sampai 1> ton! yaitu sama dengan tekanan ban yang bervariasi antara <> sampai 1>8 psi. Pada kedalaman dangkal! pengaruh tekanan ban sangat signi&ikan. Akan tetapi! dari hubungan distribusi tegangan dengan kedalaman! diperoleh bahwa &aktor lain #uga akan mempengaruhi tegangan! sehingga mempengaruhi kepadatan tanah di sekitar roda. 9asio tegangan yang ter#adi di bawah roda dari <> psi! untuk pemadat 18 ton menu#u ke 1>8 psi untuk pemadat proo& yang beratnya <8 ton berawal dari nilai !2 di permukaan! tapi kemudian bertambah sampai !; pada kedalaman > $m '(! C! pada 1> $m '<( dan 12!2 pada 28 $m '1(. *elaslah! pemadat proo& <8 ton #auh lebih e&ekti& dari yang lain. 5al ini membuktikan bahwa tegangan untuk pemadatan tidak hanya disebabkan oleh tekanan ban yang lebih tinggi sa#a.
Tekanan roda sangat berpengaruh untuk pen$apaian kepadatan tinggi pada kedalaman yang dangkal! tapi untuk kedalaman yang lebih dalam! ukuran luasan kontak roda men#adi lebih penting. uasan kontak nominal sebuah roda adalah beban roda dibagi dengan tekanan roda. /erat mesin pemadat dan area kontak roda dalam 6ambar 7.adalah sebagai berikut0
/erat mesin pemadat <8
Area kontak roda 'in( 88
2
>>!=
1>!>
2=!;
18
2!C
Tekanan roda yang tinggi dan area kontak besar merupakan alasan kenapa mesin pemadat proo&<8 ton lebih e&ekti& untuk men$apai kepadatan yang tinggi di permukaan. Dalam 6ambar 7. distribusi tegangan yang digambarkan hanya ditun#ukkan untuk satu roda sa#a. Tegangan tambahan akan ter#adi untuk kelompok roda"roda dalam satu alat pemadat! oleh karena pengaruh tumpang"tindih tegangan dari roda"roda di dekatnya.
18. :ndeks Pemadatan 'ompa$tion :nde7(
Perkerasan landas pa$u di bandar udara akan menerima beban roda yang tinggi! sehingga pemadatan sangat penting diperhatikan. U.4. orp o& Engineers mengembangkan konsep yang dikaitkan dengan kebutuhan kepadatan untuk persyaratan kekuatan ren$ana dengan menggunakan indeks kepadatan 'i(. :ndeks kepadatan 'i( dide&inisikan sama dengan /9 ran$angan! yaitu /9 yang disyaratkan dalam peran$angan perkerasan &leksibel! di sembarang kedalaman dalam perkerasan. ontohnya! #ika metoda ran$angan membutuhkan /9 , 18 pada kedalaman
perkerasan 28 $m untuk 18.888 lintasan pesawat /">! maka indeks pemadatan i harus 18. Perubahan istilah dari /9 ke indeks pemadatan! untuk menekankan bahwa walaupun tingkat tegangan yang timbul dalam material akan mempengaruhi tahanan geser '/9( dan tingkat pemadatan 'i(! namun terdapat perbedaan nyata antara kuat geser dan kebutuhan kepadatan. 6ambar 7.2dan 7.3 menun#ukkan hubungan indeks pemadatan terhadap kepadatan akhir diukur dalam pengu#ian perkerasan dengan lalu lintas skala penuh. Dari gambar"gambar tersebut terlihat bahwa terdapat perbedaan penting antara tanah kohesi&! plastis dan tanah tak berkohesi! dan perbedaan antara kategori adalah pada indeks plastisitas 'P:( sekitar 'Ahlvin! 1;;1(. U.4. orp o& Engineer mengembangkan dua hubungan seperti diperlihatkan dalam 6ambar 7.2 dan 7.3. Data ini telah di$ek terhadap hasil pengu#ian lain dari perkerasan yang telah digunakan 'Ahlvin et al.! 1;>;(. 5ubungan ini telah digunakan untuk persyaratan pemadatan lapangan udara militer! walaupun analisis sesudahnya mengindikasikan hasilnya terlalu hati"hati. '9olling 8C(
11. Pengaruh material lunak sebagai landasan pemadatan " hal 2; 9olling
4uatu hal yang tidak mungkin adalah memadatkan material di atas pondasi yang lunak. 6ambar 7.> memperlihatkan distribusi tegangan di bawah dua mesin penggilas seperti ditun#ukkan dalam 6ambar 7. untuk dua ma$am &ondasi. Dalam kasus 1! modulus elastis di bawah roda mesin pengilas dianggap konstan sebesar >.888 psi 'mewakili material ganuler yang bagus(. Pada kasus ! mesin penggilas berada di atas material yang tebalnya 1> $m dengan modulus elastis >888 psi yang terletak di atas tanah dengan modulus >.888 psi. Tanah yang di bawah ini se$ara pendekatan akan mempunyai /9 sekitar 2 B 3@! yang dapat mewakili lempung lunak. Pada kasus ! terlihat bahwa tegangan yang tersedia untuk memadatkan tanah setebal 1> $m men#adi sangat berkurang akibat lunaknya landasan di bawahnya. endutan di permukaan untuk masing"masing dari empat penggilas untuk ke dua kasus diperlihatkan dalam 6ambar 7.<. Terlihat bahwa landasan yang lebih lunak menyebabkan lendutan di permukaan yang lebih besar. Pemadatan dengan tingkat kepadatan tinggi sangat tidak mungkin dilakukan pada lapisan tipis yang berada di atas landasan lunak. ebih dari itu! tegangan tinggi yang ter#adi pada landasan tanah yang lunak di bawahnya menyebabkan tanah bergeser dan melendut. *ika tanah harus dipadatkan di atas tanah lunak! maka tanah pada lapisan paling
awal akan menghasilkan tingkat kepadatan rendah. Dalam kasus demikian! maka yang peker#aan yang harus dilakukan adalah membongkar material lunak tersebut atau memperbaiki material yang ada! dan membangun landasan ker#a sehingga alat"alat pemadat atau yang lainnya dapat beker#a di atasnya.
1. Pemadatan Untuk struktur timbunan 4alah satu persyaratan permukaan #alan adalah harus rata. %arena itu! sangat penting diperhatikan bahwa timbunan yang mendukung permukaan #alan harus dipadatkan dengan baik. Timbunan harus bebas dari rongga"rongga yang disebabkan oleh $ara penimbunan yang buruk! dan bahan timbunan harus bebas dari akar"akaran! ranting! #erami dan maerial lain yang mengganggu pemadatan tanah. Dalam praktek! tebal lapisan penghamparan tanah urug sebelum dipadatkan disyaratkan berkisar 1> B 28 $m untuk seluruh lebar tampang melintang timbunan! dan setiap lapisan dipadatkan dengan mesin penggilas atau oleh aksi alat berat. Tanah urug dituangkan melalui unit alat angkut! kemudian diratakan dengan buldo?er atau grader. Tipe"tipe alat pemadat! umumnya adalah penggilas roda halus! penggilas kaki kambing! penggilas roda karet dan sebaga inya. 5asil pemadatan yang baik umumnya dapat diperoleh dengan lintasan mesin pemadat ke seluruh bagian tanah yang dihamparkan saat proses pelaksanan. Akan tetapi! sangat sulit untuk menyebarkan lintasan ke seluruh bagian lebar dari timbunan. /ila lintasan tidak merata! maka akan diperoleh kepadatan yang tidak sama! yang dapat berakibat penurunan tak seragam pada permukaan #alan di kemudian hari. Pada bagian pinggir atau lereng timbunan! pemadatan yang baik umumnya sulit ter$apai. %arena! ke$uali kurangnya tekanan kekang '$on&ining pressure( di bagian pinggir! #uga mesin pemadat $enderung melintas agak ke tengah. %adang"kadang khusus bagian pinggir ini! pemadatan dilakukan dengan mesin pemadatan ringan. Namun demikian! hasil pemadatan di bagian pinggir timbunan ini umumnya masih ridak memuaskan. Untuk itu! maka penghamparan tanah urug perlu dibuat lebih lebar dari tampang timbunannya! kemudian bagian kelebihan ini dipangkas sampai pada permukaan lereng &inal. Pada bagian pinggir ini dipadatkan dengan mesin pemadat ringan.
12. Persyaratan Material dan %epadatan Timbunan
'Tanah Urug 'buku /ru$e hal >C(
4tabilitas timbunan bergantung pada tahanan geser tanah pembentuk timbunan. Tahanan geser atau kuat geser tanah terdiri dari komponen kohesi '$( dan sudut gesek dalam '(. Nilai kombinasi keduanya bergantung pada #umlah rongga pori tanah atau kepadatan dan #umlah air yang berada di dalamnya. Tanah yang mengandung banyak rongga akan men#adi sangat tidak stabil ketika kadar air tinggi! dan sebaliknya tanah yang berisi sedikit rongga akan menahan masuknya air! dan karena itu lebih stabil dibandingkan dengan tanah yang banyak rongganya. /anyaknya rongga pori dalam tanah! bergantung pada dera#at kepadatannya. Pada saat melakukan pemadatan! maka dibutuhkan pengontrolan kadar air dan kepadatan timbunan. Pada umumnya tanah hasil pemadatan harus sampai men$apai minimum ;8";>@ kepadatan maksimum standar pengu#ian tertentu. Untuk men$apai hasil ini! dibutuhkan pengontrolan kadar air tanah saat pemadatan. AA45 menyarankan hal"hal berikut ini untuk timbunan. *ika timbunan tingginya tidak lebih dari 2 m dan tidak terletak pada lereng $uram atau dipengaruhi ban#ir yang lama! maka batas $air '( tanah harus kurang dari <>@! indeks plastisitas 'P:( tidak lebih dari 8!<'( B ;! dan berat volume kering minimum yang harus di$apai seperti disa#ikan dalam Tabel 7.=.
Tabel 7.=Persyaratan kepadatan material timbunan tinggi H2m! tidak diletakkan pada lereng atau dipengaruhi ban#ir lama 'AA45( /erat volume kering minimum 'kN-m2( J 13!3 13!3 B 1
%lasi&ikasi tanah A">! A"=
%ategori
Tidak memuaskan
A">! A"=
/erat volume kering minimum di lapangan '@(I " ;>
4angat #elek 1
A"
;> *elek
1C!< B 1;!
A"3
;8
1;! B 8!= H 8!<
A"2! A" A"1
4edang
;8
/aik
;8
4empurna Ipersen dari berat volume kering maksimum di laboratorium.
Untuk tanah granuler dengan H2>@ dari beratnya lolos saringan no. 88! dan serpih 'shale( atau batuan dari butiran halus terlaminasi oleh akibat konsolidasi lempung! lanau! atau $ampuran pasir halus! dianggap $o$ok digunakan! bila butiran lolos saringan no.18 minimum 38@. Untuk timbunan lebih dari 2 m atau diletakkan pada lereng $uram atau dipengaruhi ban#ir! batas $air '( tanah harus tidak melebihi >8@! dan standar u#i pemadatan harus seperti yang ditun#ukkan dalam Tabel 7.=. Tanah granuler 'kurang dari 2>@ lolos saringan no. 88(! dan serpih #ika 38@ lolos saringan no.18 dan nilai batas $air '( dari &raksi lolos saringan no.38 tidak melebihi >8@! dapat digunakan untuk bahan timbunan! dan persyaratan kepadatan minimum harus seperti ditun#ukkan dalam Tabel 7.;.
Tabel 7.;Persyaratan kepadatan minimum material timbunan tinggi H2 m terletak pada lereng $uram atau dipengaruhi ban#ir 'AA45( /erat volume kering minimum 'kN-m2( J 1
%lasi&ikasi tanah A">! A"=
%ategori
Tidak memuaskan
A"
" 188
4angat #elek A"3
;> *elek
1C!< B
/erat volume kering minimum di lapangan '@(I
1;!
A"2! A"
4edang
;8
1;! B 8!=
A"1
/aik
;8
H 8!= Ipersen dari berat volume kering maksimum di laboratorium.
*ika batuan digunakan untuk tanah urug! penting harus diperhatikan agar seluruh rongga pori material urugan terisi seluruhnya untuk men$egah penurunan tak seragam di masa datang. Material batuan! bolder! dan lain"lain harus diletakkan di bagian bawah urugan dan ketika elevasi urugan akan mendekati &inal! material berdiameter lebih ke$il harus digunakan.
4TPKKKK
1. Pengaruh kadar air! berat volume terhadap /9 'syrat pemadatan L pengrh rongga( Masuk /9
Untuk #alan raya dan bandara! pemadatan yang baik pada tanah"dasar 'subgrade( dan lapis pondasi 'base( sangat diperlukan. Pemadatan menambah kerapatan tanah! sehingga kadar air men#adi lebih rendah! bahkan bila tanah pada kondisi #enuh. %adar air yang lebih rendah ini akan menambah kekuatan atau kuat geser tanah. %arena pemadatan bertu#uan untuk meyakinkan stabilitas timbunan! maka penting untuk mengetahui hubungan kekuatan dan kepadatan. 4eperti ditun#ukkan dalam 6ambar 18.1! untuk tanah"tanah lempungan! kekuatan merupakan &ungsi kepadatan dan kadar air. Nilai /9 umumnya berkurang! bila kadar air bertambah dan kepadatan berkurang. Namun! pada benda u#i /9 yang sama! #ika direndam selama 3 hari! maka nilai pun$ak /9 ter#adi pada kadar air optimumnya atau saat kepadatan tanah men$apai maksimumnya! karena alur kurva /9 dan kepadatan identik '6ambar 18.1(. Alasan
nilai pun$ak ini! adalah karena terkait dengan penyerapan dan pengembangan saaat perendaman. /eberapa tanah yang dipadatkan pada kadar air rendah akan mengembang lebih banyak dengan diikuti oleh turunnya kekuatan! dibandingkan dengan tanah yang dipadatkan pada kadar air lebih tinggi. Pengembangan berkurang! ketika kadar air bertambah sampai nilai yang mendekati kadar air optimum! dan kemudian men#adi relati& konstan untuk kadar air yang melebihi optimum. 5al ini menun#ukkan bahwa bilamana ditemui tanah yang mudah mengembang! maka lebih baik dipadatkan pada kadar air yang mendekati atau sedikit melebihi kadar air optimumnya 'oder dan +it$?ak! 1;C>(.
%arena kekuatan tanah bergantung pada kadar air dan kepadatan! maka penting diketahui pengaruh kepadatan pada kadar air yang bervariasi. 6ambar 18. menun#ukkan variasi /9 dengan kepadatan pada dua #enis tanah berbeda! yang satu lempung plastisitas tinggi '5( dan yang lain lempung plastistas rendah '(. Data pengu#ian /9 diambil setelah 3 hari perendaman. Angka"angka disamping kurva menun#ukkan kadar air yang diberikan pada masing"masing $ontoh tanah. Untuk tanah 5! pada berat volume kering yang sama 'kepadatan konstan(! /9 bertambah dengan naiknya kadar air. Demikian pula! /9 bertambah! #ika kepadatan bertambah sampai ke nilai pun$aknya dan setelah itu turun. enomena ini dapat dikaitkan dengan tekanan air pori pada tanah #enuh. ontohnya! pada kadar air =@ dan berat volume kering 188 lb-$u.&t! tanah tidak stabil! karena sebagian dari beban yang beker#a ditahan oleh air pori. %ondisi yang sama diperoleh pada tanah pada 6ambar 18.! namun pada dera#at yang lebih rendah. enomena ini ditemui ketika tanah dipadatkan dengan $ara ditumbuk 'dinamis(! tapi tidak demikian kalau pemadatan dilakukan se$ara statis.
4i&at"si&at indeks menun#ukkan si&at"si&at tanah yang menun#ukkan tipe dan kondisi tanah! dan memberikan hubungan si&at"si&at struktur-susunan sema$am kekuatan dan komprersibilitas atau ke$enderungan mengembang danpermeabilitasnya.
Tabel 1 Ma$am"ma$am metoda dalam prosedur u#i pemadatan standar Pro$tor dan Pro$tor dimodi&ikasi Tipe u#i standar
Pukulan per lapis Energi '&t. lb-&t( Ukuran butiran lolos saringan 'mm(
'AA45T T 1=8(OOO A / 18 3!> 3
18 3!> 3
1> 3!> 3
28
3>
3>
3>
2
2
>
>
>
>
>
><
>
>
><
1 2C >
1 2C >
1 2C >
>< > 8
>< > 8
>< > 8
3!C >
;!>
1;
3!C >
;!>
1;
atatan0 Prosedur A digunakan bila material tertinggal dalam saringan no.3 '3!C> mm( maksimum 8@. *ika prosedur ini tidak dispesi&ikasikan! maka material yang memenuhi gradasi ini diu#i dengan prosedur / atau . Prosedur / digunakan bila lebih dari 8@ terhadap berat material tertinggal dalam saringan no.3 '3!C> mm( dan 8@ atau kurang terhadap beratnya tertinggal pada saringan ;!> mm '2-= in(. *ika prosedur ini tidak dispesi&ikasikan! material yang memenuhi syarat gradasi ini diu#i dengan prosedur . Prosedur digunakan bila lebih dari 8@ terhadap berat kering material tertinggal dalam saringan ;!> mm '2-= in.( dan kurang dari 28@ dari berat material tinggal pada saringan 1; mm '2-3 in(. Mould diameter 1> mm harus tidak digunakan dalam prosedur A atau /.