MODUL PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH 2

MODUL

PRAKTIKUM
MEKANIKA TANAH 2

TIM KBK GEOTEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMAKARTAANPGENGANTAR

i

KATA PENGANTAR

Dengan rahmat Tuhan Yang Maha Esa buku Modul Praktikum Mekanika Tanah 2 ini dapat
tersusun. Buku ini disusun untuk mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri
Semarang yang melakukan praktek pengujian tanah, dengan harapan dapat memahami
bagaimana cara menguji dan mendapatkan parameter tanah, disamping mengenalkan peralatan
uji tanah pada umumnya dijumpai di lapangan.

Isi dari modul ini berupa materi praktek uji tanah tanah di laboratorium dan uji tanah di
lapangan sesuai dengan kurikulum berbasis KKNI Politeknik Negeri Semarang tahun 2016,
untuk uji tanah yang diakukan sebagai berikut:

1. Pemadatan Standard dan Modifikasi
2. CBR (California Bearing Ratio) Laboratorium
3. Permeabilitas
4. DCP (Dynamic Cone Penetrometer)
5. CBR (California Bearing Ratio) Lapangan
6. Sand Cone
7. Vane Shear
Pada setiap topik, diawali dengan teori yang terkait dengan pengujian sehingga mahasiswa
dapat mengaplikasikan teori Mekanika Tanah yang telah diperoleh untuk menyelesaikan
permasalahan dalam praktek uji tanah.

Ucapan terima kasih kami tujukan pada rekan-rekan penganjar Kelompok Bidang Keahlian
Geoteknik Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang dan semua pihak yang telah
membantu hingga terwujudnya buku ini. Semoga buku ini bermanfaat bagi pembaca dan
mahasiswa , segala kritik dan saran sangat diharapkan guna kesempurnaan buku ini.

Penyusun
Tim KBK Geoteknik

ii

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................................................i
DAFTAR ISI............................................................................................................................ iii
PENDAHULUAN ....................................................................................................................vi
BAB 1 KOMPAKSI ..................................................................................................................1

1.1. Dasar Teori..................................................................................................................1
1.2. Tujuan .........................................................................................................................3
1.3. Peralatan yang Digunakan ..........................................................................................3
1.4. Prosedur ......................................................................................................................4
1.5. Perhitungan .................................................................................................................6
1.6. Daftar Pustaka.............................................................................................................9
1.7. Analisis Data.............................................................................................................10
1.8. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................18
1.9. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................19
1.10. Kesimpulan ...............................................................................................................19
BAB II CBR LABORATORIUM ...........................................................................................20
2.1. Pendahuluan..............................................................................................................20
2.2. Tujuan Percobaan......................................................................................................20
2.3. Peralatan....................................................................................................................21
2.4. Pembuatan Benda Uji ...............................................................................................21
2.5. Pengujian...................................................................................................................21
2.6. Perhitungan ...............................................................................................................22
2.7. Daftar Pustaka...........................................................................................................24
2.8. Analisis Data.............................................................................................................25
2.9. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................31
2.10. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................32
2.11. Kesimpulan ...............................................................................................................32
BAB III CBR LAPANGAN ....................................................................................................34
3.1. Pendahuluan..............................................................................................................34
3.2. Tujuan .......................................................................................................................34
3.3. Peralatan....................................................................................................................34
3.4. Pelaksanaan Percobaan .............................................................................................34
3.5. Perhitungan ...............................................................................................................35
3.6. Daftar Pustaka...........................................................................................................36
3.7. Analisis Data.............................................................................................................37

iii

3.8. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................39
3.9. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................40
3.10. Kesimpulan ...............................................................................................................40
BAB IV UJI SANDCONE........................................................................................................42
4.1. Pendahuluan..............................................................................................................42
4.2. Tujuan .......................................................................................................................43
4.3. Peralatan dan Bahan yang Digunakan ......................................................................44
4.4. Benda Uji ..................................................................................................................44
4.5. Prosedur ....................................................................................................................44
4.6. Perhitungan ...............................................................................................................45
4.7. Daftar Pustaka...........................................................................................................47
4.8. Analisis Data.............................................................................................................48
4.9. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................50
4.10. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................51
4.11. Kesimpulan ...............................................................................................................51
BAB V TES DYNAMIC CONE PENETROMETER.............................................................52
5.1. Pendahuluan..............................................................................................................52
5.2. Tujuan .......................................................................................................................52
5.3. Prosedur pengujian....................................................................................................52
5.4. Daftar Pustaka...........................................................................................................55
5.5. Analisis Data.............................................................................................................58
5.6. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................61
5.7. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................62
5.8. Kesimpulan ...............................................................................................................62
BAB VI UJI KUAT GESER BALING (VANE SHEAR).......................................................63
6.1. Pengertian .................................................................................................................63
6.2. Maksud dan Tujuan...................................................................................................63
6.3. Ruang Lingkup..........................................................................................................63
6.4. Persyaratan Pengujian...............................................................................................64
6.5. Peralatan....................................................................................................................64
6.6. Prosedur Uji ..............................................................................................................65
6.7. Daftar Pustaka...........................................................................................................68
6.8. Analisa Data..............................................................................................................69
6.9. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................72
6.10. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................73

iv

6.11. Kesimpulan ...............................................................................................................73
BAB VII UJI PERMEABILITAS ...........................................................................................74

7.1. Dasar Teori................................................................................................................74
7.2. Maksud dan Tujuan...................................................................................................74
7.3. Ruang lingkup...........................................................................................................75
7.4. Peralatan....................................................................................................................75
7.5. Persyaratan Pengujian...............................................................................................75
7.6. Prosedur Uji ..............................................................................................................78
7.7. Perencanaan Data......................................................................................................78
7.8. Perhitungan ...............................................................................................................79
7.9. Daftar Pustaka...........................................................................................................80
7.10. Analisa Data..............................................................................................................81
7.11. Sketsa Tahapan Pengujian ........................................................................................82
7.12. Permasalahan dalam Pengujian.................................................................................83
7.13. Kesimpulan ...............................................................................................................83

v

PENDAHULUAN

Dalam rekayasa sipil, bangunan dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu bagian atas tanah
(upper structure) dan bagian bawah tanah (sub structure). Bagian upper structure adalah
bagian struktur dari bangunan yang ada di atas permukaan tanah, yang terdiri dari struktur
beton bertulang, beton ptatekan, baja, dan bahan lain. Pada bagian ini yang diperlukan adalah
perhitungan-perhitungan kekuatan, kestabilan, serta keamanan struktur tersebut, baik akibat
berat sendiri, angin ataupun gempa beserta pengenalan prilaku bahan yang digunakan.
Sedangkan sub structure adalah bagian bangunan yang ada dibawah tanah, yakni pondasi
tempat seluruh bangunan bertumpu.

Pondasi yang baik harus memenuhi dua kriteria penting yaitu daya dukung yang cukup dan
penurunan yang tidak membahayakan bangunan. Guna mendapatkan desain pondasi yang
memenuhi kriteria tersebut maka diperlukan penguasaan terhadap gaya-gaya yang bekerja pada
pondasi dan penguasaan sifat-sifat tanah dimana pondasi itu bertumpu. Dengan demikian perlu
dipelajari ilmu mekanika tanah dan uji guna mendapatkan sifat-sifat tanah dengan melakukan
uji tanah langsug di lapangan maupun di laboratorium dimana merupakan simulasi untuk
mendapatkan parameter yang sebenarnya.

Sifat-sifat tanah dibagi menjadi dua, yaitu sifat fisik dan sifat mekanis. Yang termasuk dalam
parameter sifat fisik adalah:

- Berat jenis (specific gravity)
- Berat isi (weight volume)
- Kadar air (water content)
- Angka pori (void ratio)
- Porositas (porosity)
- Derajat kejenuhan (degree of saturation)
- Konsistensi tanah (soil consistency)
- Ukuran butiran tanah (grain distribution)
- Kepadatan (density)
Sedangkan parameter sifat mekanis tanah antara lain:
- Kohesi (cohesion)
- Sudut geser dalam (shear angle)
- Daya dukun (bearing capacity)

vi

- Kemampatan
Parameter tersebut di atas, didapat dari berbagai jenis uji tanah baik uji lapangan maupun
laboratorium.

vii

BAB 1
KOMPAKSI

1.1. Dasar Teori
Kompaksi atau pemadatan adalah proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan
dengan cara mekanis, sehingga partikel partikel tanah menjadi rapat. Cara mekanis yang
dipakai untuk memadatkan tanah di lapangan adalah dengan menggilas atau menggetarkan,
sedangkan di laboratorium dipakai cara menumbuk.

Untuk suatu jenis tanah yang dipadatkan dengan daya pemadatan tertentu, kepadatan yang
dicapai tergantung pada banyaknya air (kadar air) tanah tersebut. Besarnya keadatan tanah,
biasanya dinyatakan dalam nilai berat isi kering (γd).

Pada kadar air tanah yang rendah, tanah bersifat keras atau kaku dan sukar dipadatkan,
sehingga nilai γd rendah. Jika kadar air itu ditambah, maka air akan berfungsi sebagai pelumas
sehingga tanah tersebut akan lebih mudah dipadatkan, sehingga ruangan antar butir menjadi
makin kecil, dengan demikian kepadatan tanah (γd) akan semakin meningkat. Pada kadar air
yang lebih tinggi lagi kepadatannya akan turun lagi karena pori pori tanah menjadi penuh terisi
air yang tidak dapat dikeluarkan dengan cara memadatkan.

Hal di atas menandakan bahwa apabila tanah dipadatkan dengan daya pemadatan yang tetap
pada kadar air yang bervariasi, maka pada nilai kadar air tertentu akan tercapai kepadatan
maksimum (γd max). Kadar air yang menghasilkan kepadatan maksimum disebut kadar air
optimum (Wopt). Kenyataan ini dikemukakan pertama kali oleh RR Proctor pada tahun 1933,
dan dapat dinyatakan dalam grafik yang menyatakan antara kepadatan (γd) dengan kadar air
(γw). Sebagaimana nampak di bawah ini :

Keterangan : kadar air optimum
wopt = kadar air yang menghasilkan nilai kepadatan maksimum (γd max)

γd max = kepadatan maksimum

kepadatan yang didapat dari pemadatan tanah dengan daya pemadatan tertentu

pada kadar air optimum (wopt)

ZAV C = Zero air void curve
garis yang menunjukan hubungan antara γd dan w untuk tanah yang jenuh air /

tidak terdapat udara dalam ruang pori. Garis ini diperoleh dengan menentukan

nilai (γd) dari persamaan:

= ×
1 +

Pemadatan di laboratorium dimaksudkan untuk menentukan nilai kadar air optimum (wopt) dan
kepadatan maksimum (γd max) dari suatu tanah yang dipadatkan dengan suatu daya pemadatan
tertentu.

Kadar air optimum yang didapat dari percobaan di laboratorium digunakan untuk pedoman
pelaksanaan pemadatan tanah di lapangan, sedangkan γd max digunakan untuk standar dalam
mengontrol mutu pelaksanaan pemadatan di lapangan.
Pemadatan laboratorium ini ada bermacam-macam cara :

PEMADATAN PEMADATAN
STANDARD MODIFIED

Cara Cara Cara Cara Cara Cara Cara Cara
ABCDE FGH

Berat Penumbuk (kg) 2,5 2,5 2,5 2,5 4,54 4,54 4,54 4,54

Tinggi jatuh (cm) 30,5 30,5 30,5 30,5 45,7 45,7 45,7 45,7

Dimensi cetakan

Diameter (cm) 10,2 15,2 10,2 15,2 10,2 15,2 10,2 15,2

Tinggi (cm) 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6

Volume (cc) 944 2124 944 2124 944 2124 944 2124

Jumlah lapisan 33335555

Jumlah tumbukan/lapis 25 56 25 56 25 56 25 56

Fraksi tanah max (mm) 4,75 4,75 19 19 4,75 4,75 19 19

Untuk Praktik dilakukan pemadatan standard cara A dan modified cara E

1.2. Tujuan
 Menentukan hubungan antara kadar air (w) dan kepadatan dari suatu tanah yang

dipadatkan dengan percobaan standard cara A dan modified cara E
 Menentukan besarnya wopt dan γd max.

1.3. Peralatan yang Digunakan
 1 (satu) set cetakan standard/modified
 1 (satu) buah penumbuk metal
 1 (satu) buah gelas ukur kapasitas 500 ml
 1 (satu) buah mixer pengaduk
 1 (satu) buah saringan 4,75 mm
 1 (satu) buah ekstruder
 1 (satu) buah timbangan kapasitas 10 kg ketelitian 1 gr

 1 (sastu) buah timbangan kapasitas 311 gr ketelitian 0,01 gr
 1 (satu) buah talam ukuran besar
 1 (satu) buah palu karet
 12 (dua belas) buah container
 1 (satu) buah oven
 1 (satu) buah spatula
 1 (satu) buah straight edge
 1 (satu) buah trowel
 1 (satu) buah skop kecil
 1 (satu) buah pisau

Gambar 1.1 Peralatan Pemadatan

1.4. Prosedur
1.4.1. Persiapan Contoh Tanah

 Sampel dikeringkan di udara terbuka sehingga menjadi gembur. Pengeringan dapat
pula dengan menggunakan oven dengan suhu maksimum 60˚C.

 Gumpalan-gumpalan tanah ditumbuk dengan palu karet.
 Tanah selanjutnya diayak (disaring) dengan saringan 4,75 mm. ambil tanah yang lolos

dari saringan.
 Contoh tanah yang lolos saringan disiapkan 5-6 bagian dengan masing-masing bagian

+2,5 kg, dan tiap-tiap bagian disampur air yang masing masing jumlahnya bervariasi
dan diaduk sampai rata.

Penambahan air diatur sehingga didapat benda uji sebagai berikut : 3 bagian dengan
kakdar air kira-kira dibawah optimum, 3 bagian dengan kadar air kira-kira diatas
optimum.

Perbedaan kadar air antara satu bagian dengan bagian lainnya antara 1-3%.
 Masing-masing bagian benda uji dimasukkan kedalam kantong plastic dan disimpan

selama 12 jam hingga kadar airnya merata.

1.4.2. Persiapan Peralatan
 Cetakan harus dalam keadaan kering dan bersih
 Timbanglah cetakan beserta plat landasan dengan ketelitian 1 gram ( W1 gram).
 Ukur diameter dan tinggi cetakan, gunakan caliper kemudian hitung volumenya (V
cc).
 Berikan sedikit olie pada bagian dalam agar tanah mudah dikeluarkan.
 Alat penumbuk (hammer) harus jatuh secara bebas dan teliti tinggi jatuhnya.

1.4.3. Pemadatan Tanah Dalam Cetakan
 Cetakan, alas dan leher ditempatkan pada landasan yang kokoh.
 Ambil salah satu dari keenam contoh tanah yang telah disiapkan dan diaduk-aduk.
 Masukkan contoh tanah kedalam cetakan degnan perkiraan bahwa tinggi tanah setelah
dipadatkan 1/3 tinggi cetakkan (karena tanah dipadatkan dalam 3 lapis).
 Lakukan penumbukan sebanyak 25 atau 27 kali dengan menggunakan penumbuk
standar dengan urutan penumbukkan sesuai pola tumbukan pada gambar terlampir.

Dengan demikian diperoleh lapisan pertama.
 Sebelum pemadatan berikutnya dilakukan, muka tanah yang telah dipadatkan

kasarkan dengan pisau atau spatula
 Masukkan lagi contoh tanah kedalam cetakan dan lakukan penumbukkan lagi seperti

di atas, sehingga akan didapat lapisan kedua dan tinggi tanah menjadi 2/3 tinggi
cetakan.
 Kasarkan lagi permukaan tanah pada lapisan edua dengan pisau atau spatula dan
lakukan pemadattan untuk memperoleh lapisan ketiga.
 Perbedaan tebal antara lapisan satu dengan lainnya tidak boleh melebihi 0,5 cm.

 Setelah tercapai lapisan ketiga, lepaskan leher (colar) kelebihan tinggi tanah setelah
leher dilepas tidak boleh lebih tinggi 0,6 cm.

 Buang kelebihan tanah diatas colar dan ratakan dengan straight edge. Jika terdapat
lubang-lubang pada permukaan tanah, isi dengan butiran-butiran yang halus dari
tanah yang sama.

 Timbang cetakan + plat landasan beserta tanah yang telah dipadatkan dengean
ketelitian 1 gram (W2).

 Keluarkan tanah dari dalam cetakan dengan menggunakan extruder dan tentukan
kadar airnya (w)

 Pemadatan dilakukan terhadap keenam bagian tanah yang telah disiapkan.

1.5. Perhitungan
 Dari keenam contoh yang telah dipadatkan, hitung berat isi tanah basah (ℽm) dalam

gr/cc

= 2 − 1



dengan :

ℽm = berat isi basah

W1 = berat cetakan + plat landasan

W2 = berat cetakan + plat landasan + tanah

V = volume cetakan 1

 Hitung berat isi kering (ℽd) dalam gr/cc dengan rumus :

= 1
+

dengan w adalah kadar air dalam decimal.

 Gambarkan grafik hubungan (gr/cc) γd dan w (%), masing-masing pengujian. Makan

akan terlkis sebuah kurba dan besarnya γd max serta wopt dapat ditentukan.

 Lukiskan garis ZAV dengan persamaan :

= ×
1 +

dengan :

Gs = berat jenis tanah
γd = berat isi air

w = kadar air dalam decimal

 Hitung besarnya daya pemadatan peraturan volume :
× ℎ × ×

= 1⁄4 2

dengan : = berat pemukul
m = jumlah lapisan
n = diameter cetakan
D = tinggi jatuh
h = jumlah tumbukan tiap lapis
z = tinggi cetakan
H

Catatan :
 Untuk tanah lanau (silt) dan lempung (clay), petunjuk untuk mendapatkan nilai wopt adalah

batas plastis.
 Grafik pemadatan tidak boleh memotong Zero Air Void Curve, dan pada kadar air yang

tinggi menjadi sejajar dengan garis tersebut.

Lapisan Pertama
Lapisan Kedua
Lapisan Ketiga

Gambar 1.2 Pola Penumbukan untuk Pemadatan Standard

1.6. Daftar Pustaka
American Society Testing and Materials. 2004. West Conshohocken, PA, www.astm.org.
Bowles, J.E. (1984), Physical and Geotechnical Properties of Soil, McGraw-Hill Book

Company, USA.
Das, B.M. (2010), Principles of Geotechnical Engineering, McGraw-Hill-seventh edition, Ney

York.
Hardiyatmo, H.C. (2012), Mekanika Tanah 1, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hardiyatmo, H.C. (2012), Mekanika Tanah 2, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969; 1979), Soil Mechanics, Jhon Wiley and Son, Inc., New

York.
Terzaghi, K., Peck, R.B. and Mesri, G. (1996), Soil Mechanicsin Engineering Practice, 3 rd.

Ed. John Wiley and Sons, New York.
Manual Pemeriksaan Bahan Jalan. Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik

Direktorat Jendral Bina Marga. Jakarta.
Departemen PU, SKSNI Panduan Pengujian Tanah : Yayasan badan Penerbit PU

1.7. Analisis Data

Lokasi : Dites oleh :
Grup :
Jenis Tanah : Tanggal :
PEMADATAN STANDARD
Warna Tanah :

Deskripsi Satuan No Tes
Penambahan air
123 4 5 6

ml

Berat tanah+cetakan gr

Berat cetakan gr

Berat tanah basah gr

Isi cetakan cm3

Berat isi basah (γm) gr/cm3

Berat isi kering gr/cm3
(γd)=γm/(1+m)

KADAR AIR

Deskripsi Satuan No Cawan

Berat tnh basah+cawan gr
Berat tnh kering+cawan gr
Berat cawan gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Kadar air %
Kadar air rata-rata (W) %

BERAT JENIS (Gs)

Deskripsi Satuan Uji Sampel

gr 12 3
gr
Berat picnometer kosong+tutup (m1) gr
gr
Berat picnometer kosong+sampel (m2) gr
%
Berat picnometer kosong+sampel+air (m3) %

Temperatur sampel+air (t1)
Faktor koreksi (α1)

Berat picnometer kosong+air (m4)

Faktor koreksi (α2)

=1 ( 2 − 1)
2
( 4 − 1) − 1 ( 3 − 2)
1

Berat jenis rata-rata (Gs)

INDEX PROPERTIES TANAH (STANDAR PROCTOR)

Lokasi : Nama :

Titik : Kelompok :

Kedalaman : Kelas :

Jenis Tanah : Tanggal :

Warna Tanah :

No. Deskripsi Notasi Uji Sampel
123456

1 Berat Tabung (gr)

2 Berat Tabung + Tanah

Basah (gr)

3 Berat Tanag Basah (gr) Wt

4 Volume Tanah Basah Vt

(cc) γ atau γm
5 Berat Isi (gr/cc)

6 Berat Jenis Gs
7 Berat Isi Solid (gr) γs = Gs × γw

8 Kadar Air (%) w

9 Berat Tanah Kering (gr) γd = γm
+ )
(1

10 Berat Tanah Kering (gr) Ws = γd × Vt

11 Volume Tanah Kering
(cc) Vs = γs

12 Porositas (%) (Vt − Vs)
n = Vt

13 Angka Pori (Vt − Vs)
e = Vs

14 Berat Air (gr) Ww = Wt – Ws

15 Derajat Kejenuhan (%) W x Gs
Sr = e

16 ZAVC γ

= Gs x γw
(1 + w × Gs)

Berat isi kering (γd) (gr/cm3) 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kadar Air (%)

Grafik Hubungan Berat Isi Kering dengan Kadar Air

γd max = gr/cm3
woptimum = %

Angka Pori (e)9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kadar Air (%)

Grafik Hubungan Angka Pori dengan Kadar Air

emin =

Lokasi : Dites oleh :

Jenis Tanah : Grup :

Warna Tanah : Tanggal :

PEMADATAN MODIFIED

Deskripsi Satuan No Tes
Penambahan air
1 2 3 4 56

ml

Berat tanah+cetakan gr

Berat cetakan gr

Berat tanah basah gr

Isi cetakan cm3

Berat isi basah (γm) gr/cm3

Berat isi kering gr/cm3
(γd)=γm/(1+m)

KADAR AIR

Deskripsi Satuan No Cawan

Berat tnh basah+cawan gr
Berat tnh kering+cawan gr
Berat cawan gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Kadar air %
Kadar air rata-rata (W) %

BERAT JENIS (Gs)

Deskripsi Satuan Uji Sampel

gr 12 3
gr
Berat picnometer kosong+tutup (m1) gr
gr
Berat picnometer kosong+sampel (m2) gr
%
Berat picnometer kosong+sampel+air (m3) %

Temperatur sampel+air (t1)
Faktor koreksi (α1)

Berat picnometer kosong+air (m4)

Faktor koreksi (α2)

=1 ( 2 − 1)
2
( 4 − 1) − 1 ( 3 − 2)
1

Berat jenis rata-rata (Gs)

INDEX PROPERTIES TANAH (MODIFIED PROCTOR)

Lokasi : Nama :

Titik : Kelompok :

Kedalaman : Kelas :

Jenis Tanah : Tanggal :

Warna Tanah :

No. Deskripsi Notasi Uji Sampel
123456

1 Berat Tabung (gr)

2 Berat Tabung + Tanah

Basah (gr)

3 Berat Tanag Basah (gr) Wt

4 Volume Tanah Basah Vt

(cc) γ atau γm
5 Berat Isi (gr/cc)

6 Berat Jenis Gs
7 Berat Isi Solid (gr) γs = Gs × γw

8 Kadar Air (%) w

9 Berat Tanah Kering (gr) γd = γm
+ )
(1

10 Berat Tanah Kering (gr) Ws = γd × Vt

11 Volume Tanah Kering
(cc) Vs = γs

12 Porositas (%) (Vt − Vs)
n = Vt

13 Angka Pori (Vt − Vs)
e = Vs

14 Berat Air (gr) Ww = Wt – Ws

15 Derajat Kejenuhan (%) W x Gs
Sr = e

16 ZAVC γ

= Gs x γw
(1 + w × Gs)

Berat isi kering (γd) (gr/cm3) 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kadar Air (%)

Grafik Hubungan Berat Isi Kering dengan Kadar Air

γd max = gr/cm3
woptimum = %

Angka Pori (e)9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kadar Air (%)

Grafik Hubungan Angka Pori dengan Kadar Air

emin =

1.8. Sketsa Tahapan Pengujian

1.9. Permasalahan dalam Pengujian
1.10. Kesimpulan

BAB II
CBR LABORATORIUM

2.1. Pendahuluan
Tes CBR (California Bearing Ratio) dikembangkan oleh California Division of Highway pada
tahun 1929, sebagai suatu cara untuk menilai kekuatan tanah subgrade atau material base
course untuk keperluan konstruksi jalan raya. Selama Perang Dunia II, Kelompok Ahli Teknik
Amerika, mengambil tes CBR ini untuk digunakan pada konstruksi landasan terbang.

Tes CBR, mengukur ketahanan geser tanah pada suatu kepadatan dan kadar air tertentu. Tes
ini menghasilkan suatu nilai daya dukung dinyatakan dengan nilai CBR. Nilai CBR yang
didapat digunakan untuk menentukan tebal lapisan perkerasan di atas lapisan yang nilai CBR
nya ditentukan. Jadi diaggap bahwa di atas suatu bahan dengan nilai CBR tertentu, tebal
perkerasan tidak boleh kurang dari suatu angka tertentu. Dimana untuk melakukan tes ini, dapat
di laboratorium maupun langsung di lapangan.

Yang disebut nilai CBR adalah nilai perbandingan antara beban yang digunakan suatu piston
penetrasi untuk menetrasi ke dalam tanah atau suatu lapisan bahan, yang selanjutnya disebut
beban penetrasi, dengan beban penetrasi bahan standard yang berupa batu pecah pada
kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama, yang dapat dirumuskan dalam persamaan.


= × 100%

Adapun besarnya beban standard untuk berbagai kedalaman penetrasi adalah sebagai berikut :

Penetrasi (mm) Beban Standard

( psi ) ( kN/m2)

2,5 1000 6900

5,0 1500 10300

7,5 1900 13000

10,0 2300 16000

12,5 2600 18000

2.2. Tujuan Percobaan
Menentukan besarnya nilai CBR tanah yang dipadatkan di laboraturium pada kadar air tertentu.

2.3. Peralatan
 Mesin penetrasi lengkap dengan proving ring
 Cetakan logam berbentuk silinder dengan diameter dalam sekitar 6” dan tinggi sekitar
4,5”. Cetakan harus dilengkapi leher sambungan dan keeping alas logam
 Alat penumbuk
 Keping Beban
 Piston penetrasi
 Dial penetrasi
 Timbangan kapasitas 20 kg dengan ketelitian 20 gr
 Timbangan kapasitas 1,5 kg dengan ketelitian 0,01 gr.
 Extruder
 Talam, alat perata
 Cawan kadar air
 Gelar ukur untuk menakar air
 Mixer
 Saringan 4,75 mm
 Penumbuk karet

2.4. Pembuatan Benda Uji
a. Ambil sampel dari tanah kering udara yang telah disaring dengan saringan 4,75 mm,
dan ambil tanah yang lolos sebanyak 5,5 kg.
b. Campur sampel tersebut dengan air sampai tercapai kadar air optimum atau kadar air
yang dikehendaki. Biarkan selama semalam, sehingga kadar airnya merata.
c. Keesokan harinya, padatkan sampel tersebut di dalam cetakan sesuai dengan cara
pemadatan standard atau modified (pelaksanaan lihat pada percobaan pemadatan).
d. Buka leher sambung dan ratakan kelebihan tanah dengan alat perata serta tambal
lubang-lubang yang mungkin terjadi pada permukaan karena lepasnya butir-butir kasar
dengan bahan yang lebih halus.
e. Tentukan berat isi dari benda uji.

2.5. Pengujian
a. Rangkaikan piston penetrasi pada mesin penetrasi dan pasang dial penetrasi pada
piston.

b. Letakkan benda uji yang telah dipadatkan tadi pada mesin penetrasi.
c. Letakkan keping beban di atas permukaan benda uji seberat minimal 4,5 kg.
d. Atur piston penetrasi, sehingga menyentuh permukaan benda uji dan beri tekanan

sehingga dia proving ring menunjukkan beban sebesar yang diberikan oleh keeping
beban pada permukaan benda uji. Kemudian jarum dial proving ring dial penetrasi
tunjukkan pada angka nol.
e. Berikan pembebanan dengan teratur, sehingga diperoleh kecepatan penetrasi sekitar
1,25 mm/menit.

Catat pembacaan dial beban (proving ring) pada penetrasi 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5;
6; 7; 5; 6; 7; 9; 10; dan 12,5 mm.
f. Keluarkan benda uji dari cetakan dan tentukan kadar airnya secara merata.

2.6. Perhitungan
a. Gambarkan grafik hubungan antara beban terhadap penetrasi. Apabila didapat grafik
yang cekung ke atas maka harga nolnya harus dikoreksi seperti gambar contoh.
b. Dengan menggunakan harga beban yang sudah dikoreksi, hitung nilai CBR pada
penetrasi2,5 mm dan 5,0, dengan cara membagi bahan penetrasi dengan bahan standard
masing-masing.
c. Beri nilai CBR pada penetrasi 5,0 mm lebih besar dari 2,5 mm, maka percobaan harus
diulangi.
d. Bila dalam pengujian ulang masih didapat nilai CBR pada penetrasi 5,0 mm lebih besar
dari 2,5 mm, maka nilai CBR diambil pada penetrasi 5,0. Kedua nilai CBR dicantumkan
di dalam laporan.
e. Hasil CBR tiga sampel dengan hasil uji kompaksi ( ) masukkan pada grafik II-
4 sehingga diperoleh nilai CBR Rencana.

Gambar 2.1 Grafik Hasil Tes CBR

PROVING RING
DIAL
PENETRASI

PISTON
PENETRASI
BENDA UJI

DONGKRAK

Gambar 2.2 Alat CBR Laboratorium

2.7. Daftar Pustaka
American Society Testing and Materials. 2004. West Conshohocken, PA, www.astm.org.
Bowles, J.E. (1984), Physical and Geotechnical Properties of Soil, McGraw-Hill Book

Company, USA.
Dirjen Bina Marga. 1976. Manual Pemeriksaan Bahan Jalan. Jakarta : DPU.
ELE International. Material Testig Division. Catalog.
Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969; 1979), Soil Mechanics, Jhon Wiley and Son, Inc., New

York.

2.8. Analisis Data

Lokasi : Dites oleh :
Grup :
Jenis Tanah : Tanggal :

Warna Tanah :

MENENTUKAN NILAI CBR DI LABORATORIUM

Pemadatan : Standar / Modified

Jumlah tumbukan:

Faktor kalibrasi :

Waktu Penetrasi Pembacaan Dial Beban Beban (lb)
(menit)
(mm) (inc) Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked
0
0.25 00
0.50
1.00 0.320 0.0125
1.50
2.00 0.635 0..25
3.00
4.00 1.27 0.050
6.00
8.00 1.905 0.075
10.00
2.54 0.100
3.81 0.150
5.08 0.200
7.62 0.300
10.16 0.400
12.70 0.500

KADAR AIR

Diskripsi Satuan Unsoaked Soaked

Berat tanah basah + cawan gr
berat tanah kering + cawan gr
Berat cawan gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Kadar air %
Kadar air tawar (W) %

BERAT ISI TANAH

Diskripsi Satuan Unsoaked Soaked

Berat tanah + cetakan gr

Berat cetakan gr

Berat tanah basah gr
cm3
Isi cetakan gr/cm3
Berat isi basah (γm) gr/cm3
Berat isi kering (γd) = γm/(1+w)

Beban UNSOAKED TUMBUKAN 25X

9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Penetrasi

Gambar 2.3 Grafik Hubungan Penentrasi dengan Beban

Luasan Piston Penetrasi : inch2 Luas Piston Penetrasi : cm2
% %
NILAI CBR : % NILAI CBR : %
Penetrasi 0,1 inch Penetrasi 0,254 cm

CBR = 3 × 1000 × 100% : CBR = × 100% :

Penetrasi 0,2 inch Penetrasi 0,508 cm

CBR = 3 × 1500 × 100% : CBR = × 100% :

Lokasi : Dites oleh :
Grup :
Jenis Tanah : Tanggal :

Warna Tanah :

MENENTUKAN NILAI CBR DI LABORATORIUM
Pemadatan : Standar / Modified

Jumlah tumbuh:

Faktor kalibrasi:

Waktu Penetrasi Pembacaan Dial Beban Beban (lb)
(menit)
(mm) (inc) Unsoaked Soaked Unsoaked Soaked
0
0.25 00
0.50
1.00 0.320 0.0125
1.50
2.00 0.635 0..25
3.00 1.27 0.050
4.00 1.905 0.075
6.00 2.54 0.100
8.00 3.81 0.150
10.00 5.08 0.200

7.62 0.300
10.16 0.400
12.70 0.500

KADAR AIR

Diskripsi Satuan Unsoaked Soaked

Berat tanah basah + cawan gr
berat tanah kering + cawan gr
Berat cawan gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Kadar air %
Kadar air tawar (W) %

BERAT ISI TANAH

Diskripsi Satuan Unsoaked Soaked

Berat tanah + cetakan gr

Berat cetakan gr

Berat tanah basah gr
cm3
Isi cetakan gr/cm3
Berat isi basah (γm) gr/cm3
Berat isi kering (γd) = γm/(1+w)

Beban UNSOAKED TUMBUKAN 56X

9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Penetrasi

Gambar 2.3 Grafik Hubungan Penentrasi dengan Beban

Luasan Piston Penetrasi : inch2 Luas Piston Penetrasi : cm2
% %
NILAI CBR : % NILAI CBR : %
Penetrasi 0,1 inch Penetrasi 0,254 cm

CBR = 3 × 1000 × 100% : CBR = × 100% :

Penetrasi 0,2 inch Penetrasi 0,508 cm

CBR = 3 × 1500 × 100% : CBR = × 100% :

PEMBACAAN SWELLING CBR SOAKED

Jumlah Tumbukan Awal Bacaan Dial Swlling Swelling
Akhir
15%
25%
56%

REKAPITULASI HASIL UJI COBA LABORATORIUM UNSOAKED

Jumlah Hasil Uji
Tumbukan
γm (gr/cm3) W (%) γd (gr/cm3) CBR (%)
15%
25%
56%

REKAPITULASI HASIL UJI CBR LABORATORIUM SOAKED

Jumlah γm (gr/cm3) W (%) Hasil Uji Swelling
Tumbukan γd (gr/cm3) CBR (%)

15%
25%
56%

Harga CBR Rencana

:

(%) γd

W (%) Nilai CBR

Gambar 2.4 Grafik Hubungan γd maks (hasil uji kompaksi Modified) dengan Nilai CBR Tiap Sampel
Pada Penenuan CBR Rencana Kondisi Soaked

2.9. Sketsa Tahapan Pengujian

2.10. Permasalahan dalam Pengujian
2.11. Kesimpulan



BAB III
CBR LAPANGAN

3.1. Pendahuluan
CBR lapangan merupakan pengujian nilai CBR yang langsung dilakukan di lapangan. Nilai
CBR yang didapat hanya berlaku untuk tingkat kepadatan tanah dan kadar air pada saat
pengujian dilakukan, seperti halnya nilai CBR Laboratorium yang berlaku pula untuk suatu
nilai kepadatan dan kadar air tertentu.

3.2. Tujuan
Menentukan besarnya nilai CBR tanah di lapangan.

3.3. Peralatan
 Beban reaksi berupa meja pemberat
 Dongkrak mekanis/ hydroulis
 Piston Penetrasi
 Batang penyambung
 Proving ring
 Dial penetrasi
 Balok duga
 Keping beban diameter 25 cm berlubang di tengahnya
 Stopwatch
 Peralatan penentuan kadar air
 Peralatan lain seperti: alat penggali dan perata

3.4. Pelaksanaan Percobaan
a. Area tanah/ perkerasan yang akan dibersihkan hingga jarak diameter 30 cm. Ratakan
dan buat horizontal.
b. Tempatkan meja pemberat sedemikian sehingga dongkrak CBR nantinya tepat berada
di atas areal yang akan diperiksa.
c. Pasang dongkrak CBR dan proving ring serta piston penetrasi sehingga piston penetrasi
berada 1 atau 2 cm dari permukaan tanah yang diuji.
d. Letakkan keping beban sentris di bawah piston penetrasi sehingga piston penetrasi tepat
masuk ke dalam lubang keping beban.

e. Pasang balok duga berikut tripotnya.
f. Pasang arloji penetrasi dan sentuhkan dengan balok duga.
g. Turunkan piston penetrasi pada permukaan tanah sehingga piston penetrasi

memberikan beban awal sebesar yang diberikan oleh keping beban.
h. Atur jarum dial proving ring atau dial beban dan dial penetrasi sehingga menunjuk

angka nol.
i. Berikan pembebanan dengan teratur sehingga kecepatan penetrasi mendekati 1,25 per

menit. Catat pembacaan beban pada penetrasi 0; 0.5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7; 5; 9;
10; 12,5 mm.
j. Lepaskan beban, apabila dibutuhkan tentukanlah kadar air dan berat isi dari tanah yang
diuji.

3.5. Perhitungan
a. Gambarkan grafik hubungan antara beban penetrasi dan penetrasi. Jika bagian awal dari
grafik ini cekung ke atas, maka harus diadakan koreksi terhadap titik nol (lihat gambar
grafik pada tes CBR Laboratorium).
b. Nilai CBR, dihitung pada penetrasi 2,5 mm dan 5,0 mm (seperti halnya pada CBR
Laboratorium). Bila nilai CBR pada penetrasi 5,0 mm lebih besar dari penetrasi 2,5
mm, maka percobaan harus diulangi. Kedua nilai CBR tersebut harus disertakan dalam
laporan.

Gambar 3.1 Alat CBR Lapangan

3.6. Daftar Pustaka
American Society Testing and Materials. 2004. West Conshohocken, PA, www.astm.org.
Bowles, J.E. (1984), Physical and Geotechnical Properties of Soil, McGraw-Hill Book

Company, USA.
Dirjen Bina Marga. 1976. Manual Pemeriksaan Bahan Jalan. Jakarta : DPU.
ELE International. Material Testig Division. Catalog.
Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969; 1979), Soil Mechanics, Jhon Wiley and Son, Inc., New

York.

3.7. Analisis Data

Lokasi : Dites oleh :
Grup :
Jenis Tanah : Tanggal :

Warna Tanah :

MENENTUKAN NILAI CBR DI LAPANGAN

Jumlah lintasan:

Faktor kalibrasi:

Waktu Penetrasi Pembacaan Dial Beban Beban (lb)
(menit)
(mm) (inch) lintasan lintasan lintasan lintasan
0
0.25 00
0.50
1.00 0.320 0..125
1.50
2.00 0.635 0.025
3.00
4.00 1.27 0.050
6.00
8.0 1.905 0.075
10.00
2.54 0.100

3.81 0.150

5.08 0.200

7.62 0.300

10.16 0.400

12.70 0.500

KADAR AIR

Diskripsi Satuan lintasan lintasan

Berat tanah basah + cawan gr
Berat tanah kering + cawan gr
Berat cawan gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Kadar air %
Kadar air rata-rata (W) %

Beban 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Penetrasi (mm)

Gambar 3.2 Grafik Hubungan Penentrasi dengan Beban

Luas piston penetrasi = cm2
NILAI CBR :
Penetrasi 2,5 mm

CBR = 3 ×1000 × 100% : %

Penetrasi 5 mm %

CBR = 3 × 1500 × 100% :

3.8. Sketsa Tahapan Pengujian

3.9. Permasalahan dalam Pengujian
3.10. Kesimpulan



BAB IV
UJI SANDCONE

4.1. Pendahuluan

Di lapangan setalah pekerjaan pemadatan dilaksanakan, maka untuk mengetahui mutu

pemadatan, dilakukan pemeriksaan terhadap derajat kepadatannya, dimana semakin tinggi

derajat kepadatan semakin baik mutu pemadatan yang dicapai. Yang dimaksud derajat
kepadatan (D) adalah prosentase perbandingan antara kepadatan tanah di lapangan (γd lap)
dengan kepadatan standard. Sebagai kepadatan standart adalah γd max yang diperoleh dari

percobaan pemadatan/kompaksi di laboratorium. Sehingga derajat kepadatan (D) dapat pula

dinyatakan sebagai berikut :

= × 100%
max

Kepadatan tanah di lapangan (γd lap) dapat diketahui apabila kita mengetahui berat isi basah
(γm ) dan kadar air (w) tanah tersebut.

Hal ini sesuai dengan rumus :

=
1 +

Salah satu cara untuk menentukan γm di lapangan adalah dengan membuat lubang kecil pada

tanah yang telah dipadatkan selanjutnya dicari berat tahan hasil galian lubang dan volume

lubang galian.

Gambar 4.1 Penampang taha uji sandcone

Berat tanah galian dapat diketahui dengan menimbang langsung tanah hasil galian tersebut (W
tanah), yang menjadi masalah adalah bagaimana mengetahui volume lubang galian, karena
bentuk lubang biasanya tidak beraturan.
Untuk itu, salah satu cara pengukuran volume adalah dengan mengisikan pasir kwarsa ke dalam
lubang galian hingga penuh , dengan menggunakan alat sandcone, yang terdiri dari sebuah
botol berisi pasir kwarsa yang dilengkapi dengan corong dan kran.

Gambar 4.2 Cara uji sandcone

Apabila kita mengetahui berat pasir untuk mengisi lubang hingga penuh (W pasir) dan berat
satuan pasir (γp) maka volume lubang dapat ditentukan.


=

Dengan demikian besarnya berat isi dari tanah yang dipadatkan dapat diketahui .

= ℎ = ℎ ×
.

Selanjutnya tanah hasil galian lubang ditentukan kadar airnya sehingga diperoleh nilai

prosentase (%) dan akhirnya nilai kepadatan lapangan didapat dengan perhitungan :

=
1 +

4.2. Tujuan
Menentukan mutu pemadatan di lapangan yang dinyatakan dalam derajat kepadatan.