Uji CBR (California Bearing Ratio) [19 Hal]

Uji CBR Laboratorium (California Bearing Ratio)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Tanah,kecuali berfungsi sebagai pendukung fondasi bangunan,juga digunakan sebagai bahan timbunan seperti : tanggul,bendungan,dan jalan.Jika tanah dijalan membutuhkan perbaikan guna mendukung bangunan diatasnya,atau tanah

akan

digunakan

sebagai

bahan

timbunan,maka

pemadatan

sering

dilakukan.Maksud pemadatan tanah antara lain : 1. Mempertinggi kuat geser tanah 2. Mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas) 3. Mengurangi permeabilitas 4. Mengurangi perubahan volume sebagai akibat dari perubahan kadar air,dan lain-lain Maksud

tersebut

dapat

tercapai

dengan

pemilihan

tanah

bahan

timbunan,cara pemadatan,pemilihan mesin pemadat,dan jumlah lintasan yang sesuai.Pengujian pemadatan dapat dilakukan dengan metode Standard proctor maupun metode modified proctor.Dari uji pemadatan tersebut,selanjutnya dapat dilakukan pengujian CBR(California Bearing Ratio).Pengujian CBR dapat dilakukan dilapangan secara langsung maupun dilaboratorium.Pengujian CBR lapangan,langsung ditempat,dengan membandingkan tegangan penetrasi pada suatu lapisan atau bahan tanah dengan tegangan penetrasi pada pada suatu lapisan atau bahan tanah dengan tegangan penetrasi bahan standar.Cara uji ini digunakan untuk mengukur kekuatan struktural tanah dasar ,lapisan fondasi bawah,dan lapis pondasi yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan jalan.Cara ini biasanya menggunakan alat seperti speedy ,alat konus pasir.Bila pengujian CBR lapangan tidak dapat dilakukan dilapangan,maka nilai CBR dapat diperoleh dengan pengujian CBR laboratorium ,benda uji yang digunakan adalah benda uji undisturb.

1


Praktikum kali ini kita akan melakukan pengujian CBR di lab yang hasilnya biasa digunakan untuk memeriksa kelayakan suatu tanah yang selanjutnya digunakan sebagai material subgrade,subbase suatu perkerasan dan biasa digunakan untuk perencanaan pembangunan jalan baru.

1.2

Tujuan Praktikum

Adapun tujuan praktikum kita kali ini yaitu :  Menentukan nilai CBR (California Bearing Ratio) dari suatu tanah yang

dilakukan di laboratorium  Menentukan presentasi pengembangan suatu tanah yang digunakan untuk

mengevaluasi kemungkinan tanah mengembang ( Expensive Soil )

2


BAB II TINJAUAN PUSTAKA Uji CBR laboratorium dikembangkan oleh California Division of Highway pada tahun 1929 dengan tujuan untuk memeriksa kelayakan suatu tanah untuk digunakan sebagai material subgrade, subbase suatu perkerasan. Uji CBR laboratorium dilakukan untuk mengetahui kekuatan geser tanah pada kondisi kadar air dan kepadatan tertentu. Nilai CBR merupakan rasio antara tegangan satuan yang dibutuhkan untuk menghasilkan penetrasi pada kedalaman tertentu dari suatu piston penetrasi dengan luas 19,4 cm2 pada sampel tanah yang telah dipadatkan pada kadar air dan kepadatan tertentu terhadap tegangan satuan standar yang dibutuhkan untuk mencapai penetrasi yang sama dari suatu sampel batu pecah standar ( standard crused stone).

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan CBR tanah dan campuran tanah agregat. CBR laboratorium ialah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap vahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama. Nilai CBR laboratorium biasanya digunakan untuk perencanaan pembangunan jalan baru. Peralatan yang digunakan antara lain, mesin penetrasi yang dilengkapi alat pengukur beban, cetakan logam yang dilengkapi leher sambung, alat penumbuk, alat pengukur pengembangan, keping beban, arloji pengukur penetrasi, dll. Prosedur pengujian meliputi tahapan pemadatan bahan di dalam cetakan dengan jumlah tumbukan tertentu, lalu buka leher sambung dan ratakan per-mukaannya. Letakkan keping beban di atas permukaan, kemudian atur torak penetrasi pada permukaan benda uji dan berikan

3


pembebanan dengan teratur sampai kecepatan penetrasi mendekati 1,27 mm/menit. Catat beban maksimum dan penetrasinya. Selanjutnya gambarkan grafik beban terhadap penetrasi. Umumnya harga CBR diambil pada penetrasi 2,54 mm. Panduan ini juga menguraikan pengujian untuk CBR yang direndam.

CBR LAPANGAN

Pengujian CBR lapangan dimaksudkan untuk mendapatkan nilai CBR langsung di tempat (in place) yang digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan maupun

lapis

tambah perkerasan (overlay). Pengujian CBR lapangan dilakukan

dengan bantuan truk sebagai penahan beban penetrasi. Hal ini didasarkan atas kemudahan pengujian CBR di lapangan. Data

CBR

lapangan

dilengkapi

data kadar air dan kepadatan sebagai data pendukung pada

dengan

proses analisis

yang akan dilakukan setelah uji lapangan selesai dikerjakan. Standar ini hanya menetapkan penentuan nilai CBR ( California Bearing Ratio) langsung di tempat suatu

lapisan/bahan

dengan

membandingkan

tegangan

penetrasi

pada

tanah dengan tegangan penetrasi bahan standar. Cara uji ini

digunakan untuk mengukur kekuatan struktural tanah dasar, lapis fondasi bawah dan lapis fondasi yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan jalan. Data lain yang harus diperoleh pada waktu dan tempat yang sama adalah kadar air dan kepadatan. Tata cara pelaksanaan pengujian sesuai dengan metoda pengujian kadar

air tanah dengan alat Speedy, SNI 03-1965.1-2000 dan metoda pengujian

kepadatan lapangan dengan alat konus pasir, SNI 03-2827-1992. Bila pengujian CBR Lapangan tidak dapat dilakukan di lapangan maka nilai CBR dapat diperoleh dengan pengujian CBR Laboratorium.

Benda uji yang digunakan untuk CBR

Laboratorium merupakan benda uji undisturbed . Tata cara pelaksanaan pengujian sesuai dengan metoda pengujian CBR laboratorium, SNI 03-1744-1989. Standar ini tidak mencantumkan semua yang berkaitan dengan keselamatan dan kesehatan kerja. Keselamatan dan kesehatan kerja bila ada menjadi tanggung jawab pengguna. Standar uji ini digunakan sebagai pegangan dalam pengujian CBR lapangan dan dilakukan setelah pemadatan selesai. Kegunaan data CBR lapangan adalah sebagai berikut:

4


1. Untuk mengevaluasi dan merencanakan tebal lapis perkerasan lentur (lapis

fondasi dan lapis fondasi bawah), kekuatan struktural tanah dasar dan tebal lapis

perkerasan

jalan dengan lapis permukaan tanpa pengikat. Jika CBR

lapangan digunakan secara langsung untuk memperhatikan

variasi

kadar

air

evaluasi

lapisan/bahan

atau desain

tanpa

tanah, maka seharusnya

pengujian CBR lapangan dilakukan pada salah satu kondisi di bawah ini: 1) derajat kejenuhan tanah tersebut (persentase rongga terisi air) 80% atau lebih; 2) pada material butiran kasar dan non plastis, yang tidak memiliki pengaruh yang besar ketika terjadi perubahan kadar air; 3) tanah tidak dimodifikasi akibat aktivitas konstruksi selama 2 tahun sebelum pengujian. Pada kenyataannya kadar air tidak konstan, tetapi umumnya berubah-rubah dalam rentang yang sempit. 2. Untuk menentukan kapasitas pembebanan rata-rata yang dapat dipikul

oleh suatu lapisan/bahan tanah.

CATATAN 1

Pengujian CBR lapangan digunakan untuk menentukan kekuatan relatif terhadap bahan standar dari tanah dasar lapis fondasi bawah dan lapis fondasi sesuai kondisi pada saat dilakukannya pengujian tersebut. Hasilnya dapat langsung diaplikasikan. Seperti yang disebutkan pada pasal 4 butir a), CBR lapangan dapat digunakan untuk perencanaan pada kondisi material yang mempunyai kadar air dan kepadatan yang stabil. Bagaimanapun juga, aktivitas konstruksi, pemadatan, dan perubahan kadar air dapat mempengaruhi kekuatan

dari

tanah

dan

dapat mempengaruhi hasil dari pengujian CBR tersebut

sehingga tidak dapat digunakan dan harus dilakukan analisis dan pengujian ulang.

1. Dongkrak CBR mekanis

yang dioperasikan secara manual, dilengkapi

dengan swivel head untuk mengukur beban yang bekerja pada torak, dan didesain sesuai dengan spesifikasi di bawah ini: 1) kapasitas minimum 2700 kg (5950 lb); 2) daya angkat minimum 50,8 mm (2 inci); 3) engkol, dengan radius 152,4 mm (6 inci);

5


4) putaran roda gigi tinggi, kira-kira 2,4 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi; 5) putaran roda gigi menengah, kira-kira 5 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi; 6) putaran roda gigi rendah, kira-kira 14 putaran per 1 mm (0,04 inci) penetrasi; 7) putaran roda gigi yang lain dapat digunakan untuk kenyamanan dalam pemutaran; 8) dongkrak mekanis CBR yang lain dengan beban maksimum yang sama dapat digunakan jika rata-rata penetrasi beban merata setiap 1,3 mm (0,05 inci) per menit dapat dicapai. 2. Dua buah cincin penguji yang telah dikalibrasi dengan rentang pembebanan 0

kN sampai dengan 8,8 kN (1984 lbf) dan rentang pembebanan 0 kN sampai dengan 22,6 kN (5070 lbf); 3. Torak penetrasi berdiameter 50,8 mm ± 0,1 mm (2 inci ± 0,004 inci) dengan luas

nominal 1936 mm (3 inci ) dan panjangnya kira-kira 102 mm (4 inci). Torak penetrasi dilengkapi oleh sebuah penghubung torak yang di dalamnya terdapat pipa tambahan dengan penyambung. Pipa tambahan tersebut memiliki jumlah dan panjang perkiraan seperti pada Tabel 1. Tabel 1 - Jumlah pipa tambahan dan panjang perkiraannya pada torak

4. Dua buah arloji pengukur untuk mengukur penurunan dengan ketelitian

pembacaan 0,0025 mm (0,0001 inci) dan kemampuan pembacaan setiap 6,4 mm (0,25 inci) serta 1 (satu) buah arloji pengukur untuk mengukur penetrasi dengan ketelitian pembacaan 0,025 pembacaan

setiap

25

mm

(1

mm

inci)

(0,001

inci)

dan

kemampuan

yang dilengkapi dengan sebuah alat

penunjuk tambahan yang dapat diatur; 5. Peralatan pendukung untuk penunjuk penetrasi yaitu sebuah alat yang

terbuat dari batang aluminium atau batang kayu dengan tebal 76,2 mm (3 inci) dan panjang 1,5 m (5 ft);

6


6. Pelat beban pemberat yaitu pelat berbentuk lingkaran yang terbuat dari

baja dengan diameter 254 mm ± 0,5 mm (10 inci ± 0,02 inci) dan mempunyai diameter lubang 50 mm ± 0,5 mm (2 inci ± 0,02 inci). Pelat tersebut memiliki berat 4,54 kg ± 0,01 kg (10 lb ± 0,02 lb); 7. Beban pemberat yaitu 2 (dua) buah beban pemberat sebesar 4,54 kg ±

0,01kg (10 lb) dengan diameter 216 mm ± 1 mm (8,5 inci) dan 2 (dua) beban tambahan sebesar 9,08 kg ± 0,01 kg (20 lb) dengan diameter 216 cm ± 1 mm (8,5 inci); 8. Truk yang dapat menahan beban sebesar 31 kN (6970 lbf). Truk dilengkapi

dengan balok yang terbuat dari besi dan alat tambahan lainnya. Alat tambahan yang dipasang pada bagian gaya

penetrasi

torak

ke

belakang

dalam

truk

menerima

reaksi

suatu lapisan/bahan tanah. Alat

tambahan yang dipasang sesuai dengan ketentuan sehingga truk dapat didongkrak dan menahan beban yang dipikul pegas belakang truk sehingga pengujian dapat dilakukan tanpa ada gerakan ke atas dari sasis truk tersebut.

Jarak antara suatu lapisan/bahan tanah dan alat penetrasi yang

diizinkan ialah 0,6 m (2 ft); 9. Dongkrak truk dengan kapasitas 15 ton yang mempunyai dua kombinasi trip dan

penurun otomatis; 10. Peralatan umum lainnya seperti tempat benda uji untuk kadar air, berat isi,

spatula, alat penggali, alat-alat penumbuk, alat perata (level ), alat untuk mengukur kadar air, jam ukur dan lain-lain.

7


8


BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN

3.1

Alat

1. Mesin penekan dengan kapasitas sekurang-kurangnya 4,45 ton yang mempunyai kepala atau dasar yang dapat bergerak teratur dengan kecepatan 1,27 mm/menit (0,05 inch/menit). 2. Cincin beban dengan arloji pengukurnya. 3. Silinder pemadatan CBR dengan diameter 6 inci dan tinggi 7 inci, dilengkapi dengan silinder sambungan tinggi 2 inci, dan plat alas tebal 3/8 inci yang berlubang-lubang. 4. Pelat ganjal, diameter 5 15/16 inci, tebal 2,42 inci. 5. Penumbuk standar. 6. Pengukur pengembangan tanah, terdiri atas pelat berlubang-lubang dengan batang pengatur, tripod, dan arloji pengukur penetrasi. 7. Pelat-pelat beban berlubang di tengah yang utuh atau belah, massa masingmasing 5 lb (2,7 kg). 8. Piston penetrasi penampang bulat luas 3 inci2, panjang sekurang-kurangnya 4 inci. 9. Macam-macam alat seperti talam, timbangan, oven, dan sebagainya.

3.2

Prosedur Pelaksanaan

1. Persiapan benda uji  Dipersiapkan contoh tanah yang akan di padatkan sekurang-kurangnya 4.6

kg untuk tanah berbutir halus atau 5.5 kg untuk tanha berbutir kasar.

9


 Diperiksa benda uji dalam keadaan kepadatan maksimal, sehingga contoh

tanah dipersiapkan dengan di campur air secara merata secukupnya  Dicatat pada laporan cara pemadatan yang dilakukan

2. Pemadatan tanah  Diperiksa dan dicatat kadar air tanah  Dipasang dan klem plat atas pada silinder pemadatan dan juga pasang

silinder sambungan  Ditaruh plat ganjal(spacer disk) dalam silinder diatas plat dasar kemuddian

taruh keertas filter di atas plat ganjal  Dipadatkan tanha lembab yang sudah dipersiapkan didalam silinder

pemadatan

CBR,

dengan

cara

sesuai

dengan

percobaan

pemadatan(percobaan 7) dengan cara pemadatan standart atau pemadatan berat/modified dan dengan cara B atau D sehingga akan diperoleh kepadatan maksimal dan dengan kadar air optimum  Dilepaskan silinder sambungan, potong dan ratakan tanah

padat rata

dengan permukaan silinder pemadatan. Bila perlu tambal lubang-lubang yang terjadi/permukaan yang kasar sehingga didapat permukaan yang halus.  Dilepaskan plat alas dan ambil plat ganjal. Timbang dan catat massa

silinder dengan tanah didalamnya untuk menghitung/menentukan berat volume tanah. 3. Pelaksanaan penetrasi  Ditaruh tanah beban-beban diatas tanah uji dalam silinder dengan jumlah

beban yang sesuai dengan tekanan (massa lapisan perkerasan) yang akan bekerja pada tanah nantinya, tetapi sekurang-kurangnya 2 buah plat beban ( jumlah berat 2 x 5lb = 10lb ). Kemudian pasang silinder pada mesin penetrasi dan atur piston penetrasi menempel pada muka tanah.  Diatur mesin penetrasi agar piston penetrasi sedikit menekan tanah,

sehingga pada arloji terbaca tekanan sebesar 4.5 kg untuk menjamin kedudukan piston pada permukaan tanah. Kemudian aturlah arloji beban dan arloji penetrasipada pembacaan nol

10


 Dikerjakan pembebanan mesin, sehingga piston mempunyai kecepatan

penetrasi sekitar 1.27 mm/menit (0.05 inc/menit) . Baca dan catat besarnya penetrasi dan beban penetrasi pada saat-saat penetrasi sebesar 0.64 mm, 1.27 mm, 1.91 mm, 2.54 mm, 3.18 mm, 3.61 mm, 4.45 mm, 5.08 mm, 7.62 mm, 10.16 mm, dan 12.70 mm,  Dicatat beban penetrasi maksimum apabila ternyata hal ini terjadi sebelum

penetrasi 12.7 mm  Dikeluarkan benda uji dari silinder kemudian periksalah kadar air dari

contoh yang diambil pada lapisan setebal 2.5 cm bagian atas benda uji atau di bagian atas, tengah dan bagian bawah dari benda uji.

11


BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengamatan SEBELUM PERCOBAAN Massa cawan kosong

SETELAH PERCOBAAN F4 = 12.5 gram

Massa cawan kosong

B6 = 12.4 gram

I1 = 12.4 gram Massa cawan + tanah basah

H6 = 12.4 gram

F4 = 56.1 gram

Massa cawan + tanah basah

I1 = 48.2 gram Massa cawan + tanah kering

H6 = 38.7 gram

F4 = 51.1 gram

Massa cawan + tanah kering

I1 = 44.1 gram Massa air

Massa air

B6 = 4.4 gram

I1 = 4.1 gram

H6 = 4.3 gram

F4 = 38.6 gram

Massa tanah kering

B6 = 23.8 gram

I1 = 31.7 gram Kadar air

H6 = 22 gram

F4 = 12.95 %

Kadar air

B6 = 18.49 %

I1 = 12.93 %

Penetrasi Pembacaan arloji mm

inch

B6 = 36.2 gram H6 = 34.4 gram

F4 = 5 gram

Massa tanah kering

B6 = 40.6 gram

H6 = 19.55 %

Beban Pembacaan P1 arloji (kg)

Tekanan

Nilai CBR

P2 (kg)

p

P1

P2

12''

0.64

0.025

12

1

9.80

3.27

0.001

0.007

28''

1.27

0.050

28

3

29.27

9.76

0.003

0.020

34''

1.91

0.075

34

4

38.97

12.99

0.004

0.026

41''

2.54

0.100

41

5

48.67

16.22

0.005

0.032

48''

3.18

0.125

48

7

68.04

22.68

0.007

0.045

52''

3.81

0.150

52

9

87.39

29.13

0.009

0.058

55''

4.45

0.175

55

11

106.72

35.57

0.011

0.071

57''

5.08

0.200

57

12

116.38

38.79

0.012

0.078

5.72

0.225

12

116.38

38.79

0.012

0.078

6.36

0.250

13

126.04

42.01

0.013

0.084

7.00

0.275

13

126.04

42.01

0.013

0.084

7.62

0.300

13

126.04

42.01

0.013

0.084

8.26

0.325

14

135.69

45.23

0.014

0.090

1'10''

70

12


8'18''

16'18''

8.90

0.350

16

154.99

51.66

0.016

0.103

9.54

0.375

17

164.63

54.88

0.017

0.110

10.16

0.400

19

183.92

61.31

0.019

0.123

10.80

0.425

21

203.19

67.73

0.021

0.135

11.43

0.450

22

212.83

70.94

0.022

0.142

12.07

0.475

24

232.09

77.36

0.024

0.155

12.70

0.500

25

241.72

80.57

0.025

0.161

438

978

Ukuran Silinder

Penumbuk

Diameter = 15.2 cm

Massa penumbuk = 4240 gram

Tinggi = 18 cm

Jumlah lapisan = 3 lapisan

Volume (V) = 3266 cm

3

Jumlah tumbukan tiap lapisan = 56/56/56

Kadar air tanah (W %) Massa silinder+tanah basah

8139 gram

Massa silinder

4300 gram

Massa tanah basah

3839 gram

 Kadar Air  Sebelum Percobaan

  

  

         

 

 

     



    

  

    

   

  

 Sesudah Pengujian

  

    

  

 

    

13

 

   

    

    


     

   

  

 Massa Jenis Basah  Sebelum pengujian

   

   

 

   

   

 Sesudah pengujian

   

   

 

   

   

 Massa Jenis Kering  Sebelum pengujian

   

   

 

       

   

 Sebelum pengujian

   

   

 

       

   

 Nilai CBR % :

  

  

         

14

 

 

   

   

   


4.2. Pembahasan

250.00 225.00 200.00 175.00 150.00 125.00 Series1

100.00 75.00 50.00 25.00 0.00 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500 0.550

Dari grafik yang ada, terlihat bahwa semakin tinggi penetrasi yang ditinjau, maka semakin meningkat pula tekanan yang di dapat. Dari hasi pengujian yang dilakukan, dapat dilihat pada perhitungan table di atas, tekanan penetrasi untuk penetrasi 2.54 mm (0.1 inchi) terhadap penetrasi standard yang besarnya 1000 psi sebesar 1.622 % , sedangkan nilai tekanan penetrasi untuk penetrasi 5.08 mm (0.2 inchi) terhadap tekanan penetrasi standard yang besarnya 1500 psi sebesar 2.586 %. Maka dapat disimpulkan bahwa nilai CBR yang digunakan adalah nilai CBR untuk 0.2 inchi yaitu sebesar 2.586 %. Diinjau dari sampel tanah yang diuji adalah tanah lempung yang memiliki sifat mudah mampat, maka semakin tinggi tingkat kepadatan yang dilakukan, maka semakin meningkat nilai CBR nya.

15


BAB V PENUTUP

5.1

Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan :  CBR yang digunakan adalah nilai CBR untuk 0.2 inchi yaitu sebesar 2.586 %.  Kadar air yang di dapat sebelum pengujian yakni 12.94 % (0.1294) sedangkan kadar

air yang di dapat setelah pengujian yakni 19.02 % (0.1902).  Semakin tinggi penetrasi yang ditinjau, maka semakin meningkat pula tekanan yang

di dapat.

5.2

Saran

Pada pengujian CBR, kepadatan sampel tanah sangat mempengaruhi nilai CBR yang nantinya akan dihasilkan. Untuk mencapai hasil yang maksimal, sebaiknya ditentukan berapa jumlah air yang dicampurkan ke dalam sampel tanah agar tanah mencapai tingkat kepadatan yang ditentukan.

16


LAMPIRAN

Alat Uji CBR LABORATORIUM

LABU UKUR

TIMBANGAN

17


Proses pengerjaan CBR LABORATORIUM

Proses pemadatan tanah

Lapisan 1 ditumbuk sebanyak 25 kali



Proses Penetrasi

18


Hasil uji Praktikum CBR LABORATORIUM

19

Uji CBR (California Bearing Ratio) [19 Hal]

Recommend Documents