pemadatan tanah (compaction) dan cbr (california · pdf filekadar air tanah saat pemadatan...

Pemadatan Tanah (Compaction) dan CBR (California Bearing Ratio)

1

DR. Ir. Imam Aschuri, MSc

Definisi pemadatan (compaction)

Proses menaikkan berat jenis tanah dengan energi

mekanis agar partikel solid pada tanah memadat dan

menjadi kompak serta mengurangi partikel udara yang

mengisi rongga pada massa tanah

Tujuan pemadatan (compaction) Tujuan pemadatan (compaction)

� Mengurangi kompresibilitas

� Menaikkan daya dukung tanah

� Mengurangi potensi likuifaksi

� Menaikkan daya tahan thd erosi

� Mengontrol shrinkage dan swelling

Proses pemadatan di laboratorium ada 2 metoda:

�Pemadatan ringan (Standard Proctor)

�Pemadatan Berat (Modified Proctor)

Tujuan pemadatan di laboratoriumTujuan pemadatan di laboratorium

�Kadar air optimum

�Berat jenis kering maksimum

PEMADATAN TANAH di LaboratoriumPEMADATAN TANAH di LaboratoriumPEMADATAN TANAH di LaboratoriumPEMADATAN TANAH di Laboratorium

4

SPESIFIKASI UJI PEMADATANSPESIFIKASI UJI PEMADATANSPESIFIKASI UJI PEMADATANSPESIFIKASI UJI PEMADATAN

ASTM D-698 AASHTO T-99 ASTM D-1557 AASHTO T-180

Penjelasan Metoda A Metoda B Metoda C Metoda D Metoda A Metoda B Metoda C Metoda D

Volume cm3 943.9 2124.3 943.9 2124.3 943.9 2124.3 943.9 2124.3

Tinggi mm 116.33 116.33 116.33 116.33 116.33 116.33 116.33 116.33

Diameter mm 101.6 152.4 101.6 152.4 101.6 152.4 101.6 152.4

5

Diameter mm 101.6 152.4 101.6 152.4 101.6 152.4 101.6 152.4

Berat palu kg 2.5 2.5 2.5 2.5 4.54 4.54 4.54 4.54

Tinggi jatuh mm 304.8 304.8 304.8 304.8 457.2 457.2 457.2 457.2

Jumlah lapisan 3 3 3 3 5 5 5 5

Pukulan/lapis 25 56 25 56 25 56 25 56

Lolos ayakan No. 4 No. 4 ¾ in. ¾ in. No. 4 No. 4 ¾ in. ¾ in.

standard modified

KURVA PEMADATANKURVA PEMADATANKURVA PEMADATANKURVA PEMADATAN

19.0

19.5

18.5

Berat volume kering,

γd (kN/m3)

Kurva ZAV

(zero-air-void)

7

Hasil Uji Pemadatan

Proctor Standar untuk

Lempung Berlanau

10 15 20

17.0

17.5

18.0

Kadar air, w (%)

γd max

woptimum

FaktorFaktorFaktorFaktor Yang Mempengaruhi Pemadatan

� kadar air� jenis tanah

8

� jenis tanah � cara pemadatan

Bentuk umum kurva pemadatan empat jenis tanah (ASTM DBentuk umum kurva pemadatan empat jenis tanah (ASTM DBentuk umum kurva pemadatan empat jenis tanah (ASTM DBentuk umum kurva pemadatan empat jenis tanah (ASTM D----698)698)698)698)

9

Pengaruh energi pada pemadatan lempung berpasirPengaruh energi pada pemadatan lempung berpasirPengaruh energi pada pemadatan lempung berpasirPengaruh energi pada pemadatan lempung berpasir :

10

PENENTUAN NILAI CBRPENENTUAN NILAI CBRPENENTUAN NILAI CBRPENENTUAN NILAI CBR

CBR: perbandingan antara beban yang dibutuhkan untuk penetrasi contoh tanahsebesar 0.1 in. atau 0.2 in. dengan beban yang ditahan oleh batu pecahstandar pada penetrasi 0.1 in. atau 0.2 in. (dinyatakan dalam %)

11


Benda Uji: tanah dalam mold hasil kompaksi

Perlengkapan: Mesin penekan, Proving Ring, piston dengan luaspenampang 3 in2

Kecepatan piston: 0.05 in/menit

Beban standar:Penetrasi

[inch]

Beban standar

[lbs]

Beban standar

[lbs/in2]

0.1

0.2

3000

4500

1000

1500

12

0.2

0.3

0.4

0.5

4500

5700

6900

7800

1500

1900

2300

2600


%1004500

%1003000

"2.0

"1.0

xy

CBR

xx

CBR

=

=

13

Nilai CBR adalah harga tertinggi dariCBR0.1” dan CBR0.2”

4500

CBR

CBR0,1” =

3000

xx 100% = a %

yx 100% = b %CBR0,2” =2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

beb

an

(po

n)

Tidak perlu koreksi

SS/2009 14

4500x 100% = b %CBR0,2” =Y

Y1

X

X1

1000

500

0

1500

2000

2500

0,10,2

a a

Titik nolsetelah koreksi

penetrasi (inci)

Penetrasi 0,2

setelah koreksi

Penetrasi 0,1

setelah koreksi

Jenis CBR

� CBR lapangan

� CBR lapangan rendaman

SS/2009 15

� CBR lapangan rendaman

� CBR rencana

Hati2 dalam memilih jenis CBR yang akan Hati2 dalam memilih jenis CBR yang akan digunakan !!!!digunakan !!!!

Kesalahan dalam memilih berdampak pada Kesalahan dalam memilih berdampak pada hasil perencanaan !!!!hasil perencanaan !!!!

SS/2009 16

sweavel head

engkol

SS/2009 17

cincin penguji

torak penetrasi

Dongkrak Mekanis

SS/2009 18

Tanah Dasar

Tanah Galian

Tanah Dasar

Tanah Timbunan

Tanah Dasar

Tanah Asli

Jenis CBR manakah yang paling sesuai?????Jenis CBR manakah yang paling sesuai?????

CBR segmen

�Apakah jenis tanah sama sepanjang jalan??

�Apakah jenis tanah sama dalam arah vertikal??

SS/2009 19

vertikal??

CBR titik pengamatan

CBRttk pengamatan = }100

CBR.........hCBRh{

3nn

311 +

dengan:dengan:

h1 + h2 +...........+ hn = 100 cmh1 + h2 +...........+ hn = 100 cm

hnhn = tebal tiap lapisan tanah ke n= tebal tiap lapisan tanah ke n

33

SS/2009

20

100100 = tebal total lapisan tanah yang diamati dalam cm= tebal total lapisan tanah yang diamati dalam cm

CBRnCBRn = nilai CBR pada lapisan ke n= nilai CBR pada lapisan ke n

Lapis pertama

h1, CBR1

Lapis kedua

h2, CBR2

Lapis ke n

hn, CBRn

CBR segmen jalan

Segmen bagian dari ruas jalan yang memiliki Segmen bagian dari ruas jalan yang memiliki karakteristik yang hampir samakarakteristik yang hampir sama

SS/2009 21

�mutu daya dukung,

�sifat tanah, dan

�keadaan lingkungan yang relatif sama.

Metode Japan Road Ass[2]:

CBRsegmen = CBRrata-rata - (CBRmaks - CBRmin)/R

dengan:

CBRsegmen = nilai CBR untuk satu segmen

CBRrata-rata = nilai CBR rata-rata dari satu segmen

SS/2009 22


CBRmaks = nilai CBR maksimum untuk satu segmen

CBRmin = nilai CBR minimum untuk satu segmen

Jumlah titik

pengamatan

Nilai R

2 1,41

3 1,91

4 2,24

5 2,48

6 2,67

7 2,83

8 2,96

9 3,08

10 3,18

CBRsegmen = CBRrata-rata – K.S

dengan:

CBRsegmen = nilai CBR untuk satu segmen


S = nilai simpangan baku dari seluruh

nilai yang ada dalam satu segmen

K = konstanta yang ditentukan berdasar-

SS/2009 23

K = konstanta yang ditentukan berdasar-

kan nilai tingkat kepercayaan yang dipergunakan

K = 2,50; jika tingkat kepercayaan = 98%




Metode grafis

1. Tentukan nilai CBR terendah.

2. Susunlah nilai CBR dari yang terkecil ke yang

terbesar, dan tentukan berapa banyak nilai CBR

yang sama atau lebih besar dari setiap nilai CBR.

Pekerjaan ini disusun secara tabelaris.

SS/2009 24

Pekerjaan ini disusun secara tabelaris.

3. Angka terbanyak diberi nilai 100%, angka yang

lain merupakan persentase dari 100%.

4. Gambar grafik hubungan antara nilai CBR dan

persentase butir 3.

5. Nilai CBR segmen adalah nilai pada angka 90%

sama atau lebih besar dari nilai CBR yang tertera.

%

yang

sama

100

90CBR Segmen = 6,8 %

100%

Metode grafis

SS/2009 25

0

sama

atau

lebih

25

50

75

6 7 8 10 12 CBR

CBR DESAIN

γd γd

γd max

95% γd max

56x

w CBRwopt

10x

25x

CBR DESAIN

PEMADATAN DI LAPANGAN

PEMADATANDILABORATORIUM

- w % op. dan γk maks.

TRIAL COMPACTION

PELAKSANAAN DILAPANGAN.

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil

pemadatan di lapangan:

�Keadaan tanah dan jenis tanah dilapangan

�Jenis alat penggilas yang digunakan�Jenis alat penggilas yang digunakan

�Tebal lapisan yang dipadatkan

TAHAPAN PEMADATAN DI LAPANGAN

Penggilas (Rollers) yang sering digunakan untuk pemadatan tanah:

� Pneumatic rubber tired compactors

PEMADATAN LAPANGANPEMADATAN LAPANGANPEMADATAN LAPANGANPEMADATAN LAPANGAN

30

� Pneumatic rubber tired compactors

� Smooth-wheeled rollers

� Sheepsfoot rollers

� Vibratory rollers

� Tamping foot rollers

Pneumatic rubber-tired roller

Pemadatan lempung biasanya lebih susah dibanding

Gambar:

pemadatan lempung dengan pneumatic rubber-tired roller.

31

lebih susah dibanding pemadatan pasir dan kerikil, karena lempung memerlukan kondisi kadar air optimum selama pemadatan.

Ban-ban karet memberikan tekanan statis pada lempung dan menyebabkan kepadatan yang bagus

Smooth-wheeled rollers

Penggunakan penggilas vibrator

Gambar:

Pemadatan pasir dengan vibratory steel-wheeled roller.

32

Penggunakan penggilas vibrator pada pemadatan pasir dan kerikil akan lebih efektif dibanding tekanan statis (static pressure)

Kadar air tanah saat pemadatan tidak berpengaruh terhadap hasil pemadatan

Tenaga total yang dihasilkan pada vibratory roller sama dengan berat roller ditambah beban dinamik akibat vibrasi

Vibratory Sheepsfoot roller

Pemadatan Lempung:

Pads (kaki kambing) pada drum menekan tanah bila kondisinya lepas (lunak) dan memadatkannya dari bawah ke atas.

33

lepas (lunak) dan memadatkannya dari bawah ke atas.Setelah beberapa lintasan dan jika tanah sudah agak terpadatkan, seluruh berat roller akan membebani tanah dan memadatkannya melalui pads yang tertumpu langsung di atas permukaan tanah sehingga menghasilkan tekanan pemadatan yang cukup besar terhadap tanah

Tamping-foot roller

A tamping-foot roller:

cocok untuk pemadatan lempung.

Seperti sheepsfoot roller, kaki-kaki

34

Seperti sheepsfoot roller, kaki-kaki yang menonjol di atas drum terpenetrasi pada permukaan tanah yang lepas/lunak dan memadatkannya dari bawah ke atas

Highway off-ramp construction

Roller ini dilengkapi dengan cangkul perata untuk membentuk permukaan subgrade dan kaki-kaki kambing untuk memadatkan tanah (kelempungan).

35

memadatkan tanah (kelempungan).

Sebelumnya tanah diurugkan di atas tanah dasar dengan menggunakan truk.

Kemudian roller menghamparkannya dengan ketebalan 15 - 20 cm, pada saat yang sama kaki kambing memadatkannya hamparan tanah tadi

Off-ramp construction - Conditioning

Untuk mengkondisikan tanah lempung pada kadar air optimumnya, dilakukan penyemprotan air dengan mobil tangki.

36

mobil tangki.

Selain itu penyemprotan air juga membantu mengurangi debu saat pengerjaan tanah

KONTROL KEPADATAN LAPANGANKONTROL KEPADATAN LAPANGANKONTROL KEPADATAN LAPANGANKONTROL KEPADATAN LAPANGAN

γd γd

γd max

95% γd max

56x

25x

Kurva Pemadatan vs. CBR

37

Metoda:

• Metoda kerucut pasir (sand cone methode)

• Metoda balon karet (rubber balloon methode)

• Metode dengan air atau oli

• Menggunakan alat kepadatan nuklir

w CBRwopt

10x

Aplikasi Sand Cone:Aplikasi Sand Cone:Aplikasi Sand Cone:Aplikasi Sand Cone:

39

Prosedur Pengujian Sand Cone:Prosedur Pengujian Sand Cone:Prosedur Pengujian Sand Cone:Prosedur Pengujian Sand Cone:

a. Kalibrasi pasir untuk menentukan γd pasir dan berat kerucut (Wc)b. Timbang botol berikut pasir di dalamnya dan kerucut (W1)c. Buat lubang dengan diameter dan dalam kira-kira 10cmd. Kumpulkan tanah dari lubang dan timbang (W2)e. Tentukan kadar air tanah dari lubang (w)f. Berat kering tanah dari lubang

g. Telungkupkan kerucut di atas lubang dan buka keran sehingga pasir100

(%)1

23 w

WW

+

=

40

g. Telungkupkan kerucut di atas lubang dan buka keran sehingga pasirmemenuhi lubang dan kerucut, lalu tutup keran

h. Timbang botol, kerucut dan sisa pasir yang tertinggal (W4)i. Berat pasir yang mengisi lubang dan kerucut: W5 = W1 – W4

j. Volume lubang:

dpasir

c5 WWV

γ

−=

k. Berat Volume tanah yang diuji (dari lubang)V

W

lubang Volume

digali yang tanah keringberat 3d ==γ

l. Bandingkan berat volume kering hasil uji kerucut pasir dengan kurva pemadatan dan

CBR dari laboratorium (umumnya kepadatan dianggap cukup apabila γd lapangan sudah mencapai 95% dari γd max).

SIFAT TANAH HASIL PEMADATANSIFAT TANAH HASIL PEMADATANSIFAT TANAH HASIL PEMADATANSIFAT TANAH HASIL PEMADATAN

PENGARUH KADAR AIR TERHADAP STRUKTUR TANAH

FLOCCULATED

41

DISPERSE


PENGARUH ENERGI PEMADATAN

42


PENGARUH KADAR AIR TERHADAP PERMEABILITAS

43


PENGARUH ENERGI TERHADAP CBR

44


PENGARUH KADAR AIR TERHADAP CBR

45

pemadatan tanah (compaction) dan cbr (california · pdf filekadar air tanah saat pemadatan...

Documents